Questõessobre Refração

Ótimos nadadores, os golfinhos conseguem saltar até 5 m acima do nível da água do mar. Considere que um golfinho de 100 kg, inicialmente em repouso no ponto A, situado 3 m abaixo da linha da água do mar, acione suas nadadeiras e atinja, no ponto B, determinada velocidade,quando inicia o seu movimento ascendente e seu centro de massa descreve a trajetória indicada na figura pela linha tracejada. Ao sair da água, seu centro de massa alcança o ponto C, a uma altura de 5 m acima da linha da água, com módulo da velocidade igual a 4√10 m/s, conforme a figura.

                                          

Considere que, no trajeto de B para C, o golfinho perdeu 20% da energia cinética que tinha ao chegar no ponto B, devido à resistência imposta pela água ao seu movimento. Desprezando a resistência do ar sobre o golfinho fora da água, a velocidade da água do mar e adotando g = 10 m/s2 , é correto afirmar que o módulo da quantidade de movimento adquirida pelo golfinho no ponto B, em kg·m/s, é igual a

O dióxido de titânio (TiO ) é o pigmento branco mais 2 importante usado na indústria de polímeros. Ele está comercialmente disponível em duas formas do cristal: rutilo e anatásio.Os pigmentos de rutilo são preferidos porque dispersam de forma mais eficiente a luz, são mais estáveis e possuem um elevado índice de refração absoluto (2,73). Em geral, quanto maior a diferença entre o índice de refração de um pigmento e o da matriz de polímeros na qual é disperso, maior é a dispersão da luz. Determine a velocidade aproximada  de um raio de luz, com velocidade de 3,00x10⁸ m.s^-1 no vácuo, ao atravessar um pigmento de rutilo.  



    

Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível.

Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?

Em um experimento realizado no vácuo, um raio de luz monocromática incide normal a uma das faces laterais de um prisma reto que tem como bases dois triângulos equiláteros.

Suponha que o raio incida em um ponto tal que ao ser refratado não atinja nenhuma aresta do prisma e considere o índice de refração do prisma maior do que 1. O índice de refração do prisma para que o raio sofra reflexão total na segunda face a ser atingida pela luz deverá ser

A Figura acima ilustra um raio monocromático que se pro- paga no ar e incide sobre uma lâmina de faces paralelas, delgada e de espessura d com ângulo de incidência igual a 60°. O raio sofre refração, se propaga no interior da lâmina e, em seguida, volta a se propagar no ar.

Se o índice de refração do ar é 1, então o índice de refração do material da lâmina é:

Um raio de luz proveniente de um meio A, de índice de refração incide sobre um meio B de índice de refração com ângulo de incidência 0 < ?< 90. Considerando pode-se afirmar que o raio de luz

Sobre a velocidade de propagação da luz em meios com índice de refração constante, pode-se afirmar corretamente que

O fenômeno da miragem, comum em desertos, ocorre em locais onde a temperatura do solo é alta. Raios luminosos chegam aos olhos de um observador por dois caminhos distintos, um dos quais parece proveniente de uma imagem especular do objeto observado, como se esse estivesse ao lado de um espelho d’água (semelhante ao da superfície de um lago).

Um modelo simplificado para a explicação desse fenômeno é mostrado na figura abaixo.



O raio que parece provir da imagem especular sofre refrações sucessivas em diferentes camadas de ar próximas ao solo.
Esse modelo reflete um raciocínio que envolve a temperatura, densidade e índice de refração de cada uma das camadas.

O texto abaixo, preenchidas suas lacunas, expõe esse raciocínio.

“A temperatura do ar ___________________ com a altura da camada, provocando _________________ da densidade e _________________ do índice de refração; por isso, as refrações sucessivas do raio descendente fazem o ângulo de refração ______________ até que o raio sofra reflexão total, acontecendo o inverso em sua trajetória ascendente até o olho do observador”.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.

Um raio de luz monocromática atravessa três materiais distintos sobrepostos, como mostrado no esquema abaixo.



A partir desta representação, considerando os índices de refração absolutos (em relação ao vácuo, n = 1) desses materiais, é correto afirmar que:

A fibra óptica é um filamento de vidro ou de material pol imérico que tem capacidade de transmitir luz. Na atualidade, esse tipo de fibra é largamente uti lizado em diversos ramos das telecomunicações, substituindo os conhecidos fios de cobre e melhorando as transmissões de dados na medicina e na engenharia civi l, entre outras áreas.
Em uma transmissão por fibra óptica, um feixe luminoso incide numa das extremidades da fibra e, devido às características ópticas desta, esse feixe chega à outra extremidade. A Figura 1, abaixo, representa a transmissão de luz através de uma fibra óptica, enquanto a Figura 2 mostra a secção transversal da mesma fibra, onde são indicados o núcleo, cujo índice de refração é ,e o revestimento, de índice de refração .



A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índices de refração entre o revestimento e o núcleo. Isso ocorre devido à

O desvio do feixe de luz representado na figura II deve- se ao fato de o índice de refração da água ser maior que o do ar.

O comprimento de onda de um feixe de luz incidente muda quando o feixe atravessa meios com índices de refração diferentes.

Para que ocorra reflexão interna total na situação representada na figura II, é necessário que em que são, respectivamente, os índices de refração do ar e os da água.