Questões de Vestibular Sobre refração em física

As ondas de ultrassom são muito utilizadas em um exame denominado ultrassonografia (USG). O exame é realizado passando-se um transdutor que emite uma onda de ultrassom, com frequências entre 1 MHz e 10 MHz, numa velocidade das ondas de ultrassom nos tecidos humanos da ordem de 1500m/s, que é refletida pelo órgão de acordo com sua densidade, sendo captado a onda refletida enviada ao computador que forma as imagens em função da densidade do órgão estudado.

Com base no exposto a respeito do ultrassom, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras e com F as falsas e assinale a alternativa com a sequência correta.

( ) O comprimento de onda dessas ondas de ultrassom nesse exame varia de 1,5mm a 0,15mm.

( ) A realização do diagnóstico por imagem tem como base os fenômenos de reflexão e refração de ondas longitudinais.

( ) Também por ser uma onda pode-se usar o efeito Doppler para avaliar a velocidade do fluxo sanguíneo, por exemplo.

( ) O ultrassom é uma onda eletromagnética, por esse fato pode penetrar nos órgãos e tecidos.

( ) O exame é comum para acompanhar as gestações, pois não utiliza radiações ionizantes.

Um feixe luminoso incide sobre uma superfície plana, fazendo um ângulo de 60° com a normal à superfície. Sabendo que este feixe é refratado com um ângulo de 30° com a normal, podemos dizer que a razão entre a velocidade da luz incidente e a velocidade da luz refratada é

O uso de fibras ópticas em aplicações médicas tem evoluído bastante desde as aplicações pioneiras do Fiberscope, onde um feixe de fibras de vidro servia basicamente para iluminar e observar órgão no interior do corpo humano. Hoje em dia, tem-se uma variedade de aplicações de sistemas sensores com fibras ópticas em diagnóstico e cirurgia.

Assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir.

O princípio é que quando lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de _______ sucessivas. A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante). No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índice de _______ entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que, aliada ao ângulo de ______ do feixe de luz, possibilita o fenômeno da ______ total.

Um feixe de luz monocromática se propaga de um meio 1 para um meio 2, ambos homogêneos e transparentes, como mostrado na figura F4. Determine a razão n₁/n₂, onde n₁ é o índice de refração do meio 1 e n₂ é o índice de refração do meio 2. Dados: sen 60º √3/2 e cos 60º = 1/2.

Um raio de luz monocromático, propagando-se no ar, incide perpendicularmente à face AB de um prisma de vidro, cuja secção reta é apresentada na figura. A face AB é paralela à DC e a face AD é paralela à BC.


Considerando que as faces DC e BC formam um ângulo de 45° e que o ângulo limite de refração para esse raio, quando se propaga do vidro para o ar, é 42°, o percurso que melhor representa a trajetória do raio de luz é:

Um raio de luz monocromático propaga-se por um meio A,que apresenta índice de refração absoluto n_A = 1, e passapara outro meio B, de índice de refração n_{B =} √2, conforme a figura

Considere que o raio incidente forma com a normal à superfície o ângulo de 45º. Nessas condições, o ângulo de desvio (d), indicado na figura, é igual a

Com uma fibra ótica inserida em um tecido biológico, um experimento é realizado enviando luz monocromática pela fibra. Verificou-se que o fenômeno da reflexão interna total acontece quando a luz no interior da fibra incide na interface fibra-tecido, fazendo um ângulo de incidência igual a 60º. Sabendo que o índice de refração da fibra é 1,5, calcule o índice de refração do tecido biológico. Dados: sen(60º) = √3/2 e cos(60º) = 1/2.

A laserterapia utiliza as propriedades anti-inflamatórias e bioestimulantes dos lasers em diversas áreas da Medicina. Por exemplo, o diagnóstico de algumas cáries pode ser feito através da medição da fluorescência induzida por um laser de diodo de comprimento de onda 655 nm no ar, onde 1 nm = 10⁻⁹ m. Considere o índice de refração do ar igual a 1. O comprimento de onda desse laser num meio de índice de refração igual a 5/4 vale

A óptica estuda a luz e os fenômenos luminosos a partir de princípios básicos sobre a reflexão, a refração, a difração e a interação da luz com os objetos, explicando as causas dos defeitos da visão, a projeção de imagens, o funcionamento de espelhos e lentes, a estrutura do átomo, entre outros fenômenos físicos. Considerando-se um objeto de tamanho igual a 8,0cm, colocado a 30,0cm de um espelho esférico convexo, de raio de curvatura igual a 20,0cm, é correto afirmar que a imagem formada desse objeto pelo espelho tem um tamanho, em cm, igual a

O índice de refração de um meio pode ser obtido pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz nesse meio (v). Um feixe de luz monocromática vindo de um meio com índice de refração η_i incide obliquamente sobre uma superfície translúcida e penetra em outro meio de índice de refração η_{R é o dobro de} η_{i, a relação entre a velocidade da luz refratada (}v_{R) e a velocidade da luz incidente (}v_{i), bem como a relação entre a frequência da onda incidente} f_{i e a frequência da onda refratada} f_{R são, respectivamente:}

Durante um ensaio com uma amostra de um material transparente e homogêneo, um aluno do Curso de Materiais da FATEC precisa determinar de que material a amostra é constituída. Para isso, ele utiliza o princípio da refração, fazendo incidir sobre uma amostra semicircular, de raio r, um feixe de laser monocromático, conforme a figura.
Utilizando os dados da figura e as informações apresentadas na tabela de referência, podemos concluir corretamente que o material da amostra é

Material n
ar 1,00 resina 1,50 policarbonato 1,59 cristal dopado 1,60 cristal de titânio 1,71 cristal de lantânio 1,80
Lembre-se de que: n_I⋅sen θ_I = n_R⋅sen θ_R

Observando a figura abaixo, podemos notar duas imagens distintas e simultâneas do mesmo peixe através de faces adjacentes de um aquário como, por exemplo, do peixe branco. Isso é possível devido ao fenômeno óptico conhecido como:

Um feixe de luz monocromática atravessa a interface entre dois meios transparentes com índices de refração n₁ e n₂, respectivamente, conforme representa a figura abaixo.

Com base na figura, é correto afirmar que, ao passar do meio com n₁ para o meio com n₂, a velocidade, a frequência e o comprimento de onda da onda, respectivamente,

Leia o texto a seguir.  

Harry Potter pode se dar ao luxo de receber um manto de invisibilidade como herança de família, mas é claro que, na vida real, as coisas são um pouquinho mais complicadas. A boa notícia é que os melhores físicos, químicos e engenheiros de materiais do mundo estão quebrando a cabeça neste exato momento para saber como se tornar invisível. E, por incrível que pareça, eles estão tendo considerável sucesso usando técnicas sofisticadas para conseguir “curvar” certos tipos de luz. Essas técnicas se baseiam num princípio simples: a luz muda a velocidade de sua propagação quando passa de um meio para outro. É fácil perceber isso quando se coloca uma caneta dentro de um copo d’água. A impressão de que a caneta está “quebrada” tem a ver com o fato de que a velocidade da propagação da luz muda quando ela passa do ar para a água, que é um meio mais denso do que os gases que compõem a atmosfera. O chamado índice de refração é uma medida dessa mudança de velocidade da luz. Na prática, ele indica o quanto os raios de luz “entortam” ao passar do ar para a água ou da água para o vidro. O índice de refração é importante na busca por invisibilidade, porque, caso fosse possível criar um material no qual ele é negativo, o que aconteceria na prática é que a luz, em vez de penetrar no novo meio, ficaria dando voltas ao redor dele, o que na verdade é a definição física de invisibilidade: um objeto que a luz não toca. Até pouco tempo atrás, acreditava-se que esse tipo de material (os chamados metamateriais) seria impossível de ser fabricado. Seria.

Texto de Reinaldo José Lopes - 31 out. Publicado em 18 fev 2011, 22h00. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/invisibilidade/. Acesso em: 12 set. 2017.

Para um feixe de luz que incide em um metamaterial com índice de refração negativo, é correto afirmar sobre o feixe refratado que este 

A figura ilustra o trajeto de um raio de luz passando através de três meios denotados por 1, 2 e 3, com índices de refração n₁ , n₂ e n₃, respectivamente:

As relações entre os índices de refração desses meios são

Uma lente de Fresnel é composta por um conjunto de anéis concêntricos com uma das faces plana e a outra inclinada, como mostra a figura (a). Essas lentes, geralmente mais finas que as convencionais, são usadas principalmente para concentrar um feixe luminoso em determinado ponto, ou para colimar a luz de uma fonte luminosa, produzindo um feixe paralelo, como ilustra a figura (b). Exemplos desta última aplicação são os faróis de automóveis e os faróis costeiros. O diagrama da figura (c) mostra um raio luminoso que passa por um dos anéis de uma lente de Fresnel de acrílico e sai paralelamente ao seu eixo. Se sen(θ₁) = 0,5 e sen(θ₂) = 0,75, o valor do índice de refração do acrílico é de

O fenômeno físico responsável pela dispersão da luz branca, ao atravessar o prisma, é chamado

A partir dessa configuração, os raios 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, às cores

Em uma aula de laboratório de física, utilizandose o arranjo experimental esquematizado na figura, foi medido o índice de refração de um material sintético chamado poliestireno. Nessa experiência, radiação eletromagnética, proveniente de um gerador de microondas, propagase no ar e incide perpendicularmente em um dos lados de um bloco de poliestireno, cuja seção reta é um triângulo retângulo, que tem um dos ângulos medindo 25° , conforme a figura. Um detetor de microondas indica que a radiação eletromagnética sai do bloco propagandose no ar em uma direção que forma um ângulo de 15° com a de incidência.

A partir desse resultado, concluise que o índice de refração do poliestireno em relação ao ar para essa microonda é, aproximadamente,

Note e adote:

Índice de refração do ar: 1,0

sen 15° ≈ 0,3

sen 25° ≈ 0,4

sen 40° ≈ 0,6

Uma onda se propaga em um meio material com velocidade de propagação igual a 300 m/s, formando um ângulo de 60° com a vertical; em seguida, essa onda muda o meio de propagação, sofrendo refração, e o ângulo formado com a vertical passa a ser de 45°. A nova velocidade de propagação da onda vale aproximadamente:
(Considere: seno 60° =0,87 e cosseno 60° = 0,50; seno 45° = cosseno 45° = 0,71.)