Questões Militares Sobre refração em física

Uma das atrações de um parque de diversões é o labirinto de espelhos planos. Com o objetivo de confundir os visitantes, as paredes de espelhos são dispostas com diferentes ângulos entre si. Ao se posicionar entre dois espelhos que formam um ângulo de 60º entre si, uma pessoa vê

Um raio de luz, que está se propagando no ar, incide em uma placa transparente com um ângulo de 45º, de acordo com a figura a seguir.

Considerando que sen 45º = 0,7 e sabendo que a c = 3 . 10⁸ m/s, é correto afirmar que a velocidade da luz na placa transparente é igual a aproximadamente:

Um cientista realiza um experimento de refração da luz usando um bloco cúbico de vidro no ar. Com o bloco em repouso no solo, ele faz incidir sobre uma face um raio luminoso monocromático sob um ângulo î, com a normal à face, tal que 0 < î < 90º ; a refração do raio luminoso fica visível no interior do bloco sob um ângulo ê tal que ê < î < 90º . Em seguida, o sistema é acelerado no ar, em linha reta, e a incidência do raio continua sendo sob o mesmo ângulo î.

(Arquivo pessoal: figura usada com autorização.)
Nesse referencial não inercial, o raio de luz refratado, no interior do bloco, deverá

Um feixe de luz contendo as cores Vermelho, Verde e Azul incide em um prisma (ABC, no diagrama abaixo). O ângulo de incidência sobre a aresta AB é de 90°. Os índices de refração no interior do prisma são 1,47, 1,44 e 1,39 , respectivamente na ordem crescente dos comprimentos de onda de cada uma dessas cores. Considere 1,0 o índice de refração do ar. 
 
Considere a tabela abaixo para a análise de ângulo limite de refração.
 
Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do ângulo BÂC (indicado na figura) para que apenas a cor vermelha atravesse a aresta AC e as outras duas sejam refletidas na direção da aresta BC. 

Um raio de luz monocromático (raio I) incide sobre a superfície plana de separação entre dois meios homogêneos e transparentes, parte do raio é refletido (raio II) e parte é refratado (raio III). O meio 1 é o ar (índice de refração igual a 1) e no meio 2 tem-se o valor da velocidade da luz igual a √3 . 10⁸ m/s. O raio II forma com a superfície de separação um ângulo de 30º, conforme pode ser observado na figura a seguir. Determine, em graus, o ângulo β que é formado entre o raio refratado e o raio incidente.
Sendo que:
- N é reta normal aos meios; e
- a velocidade da luz no ar tem valor igual a 3 . 10⁸ m/s. 

v

Uma barra pesando 25 N é posta no canto inferior de um recipiente com água, como mostra a figura abaixo. 

A barra possui um comprimento de 3 m e secção transversal de 0,00095 m². A altura do líquido é de 1,6 m. Calcule o valor de α para que a barra fique em equilíbrio. Se precisar, utilize a densidade da água de 1000 kg/m³ e gravidade igual a 10 m/s².  

Uma lâmina de faces paralelas pode ser definida como um meio transparente limitado por duas superfícies planas e paralelas. Supondo que uma lâmina de faces paralelas, perfeitamente lisa, esteja imersa no ar ( índice de refração igual a 1) e que: I- na primeira face incide um raio de luz monocromático (RI) que forma um ângulo de 60º com a normal (N); e II- após refratar nessa superfície, o raio de luz refratado percorre o material e incide na segunda face formando um ângulo de 30º com a normal, conforme o desenho a seguir. Qual o valor do índice de refração do material que constitui a lâmina? 

Considere uma situação em que um feixe luminoso incide sobre uma lâmina d’água transparente de tal forma que parte da luz seja refratada e parte seja refletida. Nesse caso, quando a soma do ângulo de incidência com o ângulo de refração resulta em um ângulo reto, o ângulo de incidência é denominado ângulo de Brewster (θ_B). Nessas circunstâncias, para luz incidente não polarizada, a luz refletida torna-se polarizada, o que permite uma visão mais nítida da superfície. Nas figuras, pode-se ver duas fotografias de um mesmo lago, uma feita com uma lente não polarizada e a outra, com uma lente polarizada.

(https://slidetodoc.com)

Considere que, quando um raio luminoso se propaga pelo ar e incide na superfície do lago representado na figura, o ângulo de Brewster seja θ_B = 53º. Sendo n_AR = 1 o índice de refração absoluto do ar e adotando sen53º = 0,8 e cos53º = 0,6, o índice de refração absoluto das águas desse lago é, aproximadamente,

Considere uma lente biconvexa feita de um material com índice de refração 1,2 e raios de curvatura de 5,0 cm e 2,0 cm. Ela é imersa dentro de uma piscina e utilizada para observar um objeto de 80 cm de altura, também submerso, que se encontra afastado a 1,0 m de distancia. Sendo o índice de refração da água igual a 1,3, considere as seguintes afirmativas:
I. A lente é convergente e a imagem é real. II. A lente ´e divergente e a imagem é virtual. III. A imagem está a 31 cm da lente e tem 25 cm de altura.
Considerando V como verdadeira e F como falsa, as afirmações I, II e III são, respectivamente,

Ana Clara está brincando à beira de uma piscina cheia de água, quando acidentalmente sua boneca cai na piscina, a uma distância horizontal de 1,9 m da borda, e afunda. Embora Ana Clara seja uma menina muito inteligente, ela ainda não teve aulas de Física e desconhece as leis da refração da luz. Por essa razão, ela estima que sua boneca está a 0,95 m de profundidade. Sabe-se que Ana Clara está exatamente na borda da piscina, conforme figura abaixo, e que a distância vertical entre seus olhos e a superfície da água é de 0,95 m. Então, pode-se afirmar que a real profundidade da piscina, em metros, é de aproximadamente:

(Dados: índice de refração do ar: 1,0; índice de refração da a'gua: 1,33; sen 32° = 0,53; cos 32° = 0,85)

Considere um dioptro plano constituído de dois meios homogêneos e transparentes de índices de refração n₁ = 1 e n₂ = 4/3, separados por uma superfície S perfeitamente plana.

No meio de índice de refração n₁ encontra-se um objeto pontual B, distante d, da superfície S, assim como, no outro meio encontra-se um objeto idêntico A, também distante d, da superfície do dioptro como mostra a figura abaixo.

A imagem A₁ de A é vista por um observador O₁ que se encontra no meio n₁; por sua vez, a imagem B₁ de B é vista por um observador O₂ que se encontra no meio n₂.

O dioptro plano é considerado perfeitamente estigmático e os raios que saem de A e B são pouco inclinados em relação à vertical que passa pelos dois objetos.

Considere que A e B sejam aproximados verticalmente da superfície S de uma distância d/2 e suas novas imagens, A₂ e B₂, respectivamente, sejam vistas pelos observadores O₁ e O₂.

Nessas condições, a razão B A d d entre as distâncias, d_A e d_B, percorridas pelas imagens dos objetos A e B, é

Na tabela a seguir são apresentados os valores dos índices de refração absolutos para um cristal e para um vidro comum referente a luz monocromática de cor azul.

Admitindo o índice de refração do ar igual a 1, se ambos os materiais, constituídos de superfícies planas, forem expostos ao raio de luz monocromática azul sob o mesmo ângulo de incidência ( î ), conforme o desenho. Qual a relação entre os senos dos ângulos (ângulo refratado pelo vidro comum) e (ângulo refratado pelo cristal), em relação a normal (N)?

Um raio de luz monocromático propaga-se por um meio homogêneo A, incide sobre a superfície S que separa esse meio de outro meio homogêneo B e passa a se propagar pelo meio B, conforme a figura. Os ângulos θ₁ e θ₂ são, respectivamente, os ângulos de incidência e de refração, nesse processo.

A gráfico que representa como o senθ₁ varia em função do senθ₂ é:

Um raio de luz monocromático incide, segundo um ângulo de 60° com a normal (N), numa lâmina de faces paralelas, que está imersa no ar e sobre uma mesa, conforme a figura. Sabe-se que o índice de refração do ar vale 1 e que o raio de luz, após refratar na primeira face da lâmina, reflete na segunda face, de tal forma que o raio refletido forma com esta face um ângulo de 60°.

Assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta o valor do índice de refração do material do qual a lâmina é constituída.

Um raio de luz monocromático incide, segundo um ângulo de 60° com a normal (N), numa lâmina de faces paralelas, que está imersa no ar e sobre uma mesa, conforme a figura. Sabe-se que o índice de refração do ar vale 1 e que o raio de luz, após refratar na primeira face da lâmina, reflete na segunda face, de tal forma que o raio refletido forma com esta face um ângulo de 60°.
Assinale, dentre as alternativas a seguir, aquela que apresenta o valor do índice de refração do material do qual a lâmina é constituída. 

Analise a figura abaixo.

Um raio luminoso, emitido por uma fonte localizada no ponto O sobre o eixo central de uma fibra ótica cilíndrica de raio R, deve ser totalmente refletido internamente na interface com o meio externo (ar, índice de refração n₂=1,0). A fibra é composta por duas camadas concêntricas de índices de refração n₀ (camada interna) e n₁=1,4 (camada mais interna). Para que isso ocorra, o menor ângulo de incidência θ₀ (ver figura), em graus, e o índice de refração n₀ poderiam ser, respectivamente:

Num prisma óptico define-se que o valor do desvio mínimo ocorre quando o ângulo de incidência na primeira face é igual ao ângulo de emergência na segunda face. Admitindo um prisma, imerso no ar, no qual se tenha o desvio mínimo e que seja constituído de um material transparente de índice de refração igual a √2 . Qual o valor, em graus do ângulo de abertura, ou também denominado ângulo de refringência, quando um raio de luz monocromática emerge na segunda face com ângulo de emergência igual a 45°?
Adote: índice de refração do ar igual a 1.

Um raio de luz monocromático propagando-se no ar, meio definido com índice de refração igual a 1, incide, com ângulo de incidência igual a 60º, na superfície de um líquido.
Ao refratar,esse raio de luz adquire uma velocidade, no líquido, de √2 . 10⁸ m/s.
Considerando a velocidade da luz no ar igual a3.10⁸m/s, qual deve ser o seno do ângulo de refração formado entre o raio de luz refratado e a normal?

Um dado meio tem um índice de refração n₁. Um outro meio tem um índice de refração n₂. Assinale a alternativa que expressa corretamente a relação entre os módulos das velocidades da luz nos dois meios, quando n₂ = 2n₁.

 Um feixe de luz monocromática incide em uma interface perfeitamente plana formada por dois meios com índices de refração absolutos n₁ e n₂, com n₂ > n₁, conforme figura abaixo. 

                                 

Esse feixe dá origem a dois outros feixes, o refletido R₁ e o refratado R₁’, com intensidades I₁ e I₁’, respectivamente.

O ângulo de incidência θ₁ , θ₁ < π/6 , medido em relação à normal N, pode ser alterado para um valor θ₂ tal que θ₁ < θ₂ < π/3, originando dois novos feixes, o refletido R₂ e o refratado R₂’, de intensidades, respectivamente I₂ e I₂’. Considere que os meios sejam perfeitamente homogêneos, transparentes e isótropos, que não haja dissipação da energia incidente, nem absorção de luz na interface.

Nessas condições, são feitas as seguintes afirmativas sobre as intensidades dos raios refletidos e refratados.  

I. I₁ > I₁’ e I₂ < I₂’

II. I₁ > I₂ e I₁’ > I₂’

III. I₁ < I₁’ e I₂ > I₂’

IV. I₁ < I₂ e I₁’ > I₂’

V. I₁ < I₁’ e I₂ < I₂’

Assim, são corretas as afirmativas