Questões Militares
Sobre refração em física
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Observe a figura a seguir.
Um marinheiro observa o fundo do rio pela proa do navio. A
distância entre os olhos e a superfície da água é de 15m.
Os índices de refração do ar e da água são 1,00 e 1,33,
respectivamente. A profundidade real do rio é de 10m. Qual
o valor da profundidade virtual que o marinheiro observará?
Observe a figura a seguir.
A figura acima representa a trajetória de um raio luminoso que incide, com ângulo θ (medido em relação à normal), sobre um prisma óptico imerso no ar, emergindo do prisma com ângulo θ' (igualmente medido em relação à normal). Sabendo-se que o ângulo de abertura do prisma é φ e representando-se por δ o ângulo de desvio entre os raios incidente e emergente, pode-se afirmar que:
Uma das explicações para as lendas sobre navios fantasma advém de situações como as da foto abaixo, onde não há montagem. Tal efeito é similar ao da miragem.
O fenômeno físico associado ao descrito acima é:
A refração da luz possibilita o entendimento de muitos fenômenos comuns no nosso dia a dia, como a aparente profundidade menor de uma piscina, as miragens nas rodovias em dias quentes e o arco-íris. Sendo assim, analise as afirmativas referentes à óptica geométrica, assinalando, a seguir, a opção correta.
I- Refração da luz é o desvio da luz ao atravessar a fronteira entre dois meios transparentes.
II- Refração da luz é a passagem da luz de um meio transparente para outro, ocorrendo sempre uma alteração de sua velocidade de propagação.
IlI- Na refração da luz, o raio refratado pode não apresentar desvio em relação ao raio incidente.
Analise a figura abaixo.
Um raio de luz incide perpendicularmente na face plana de uma semiesfera de raio igual a 5,0cm e feita de um material transparente cujo índice de refração relativo ao ar vale n. Sua face curva é espelhada internamente. Quando o raio incide a uma distância de 2,0cm do eixo óptico da semiesfera, ele se reflete uma única vez na face curva e sai rasante na face plana, conforme figura a c i m a . Sendo assim, assinale a opção que apresenta o valor de n.
Dados : sen (23,6º )=0,40; cos (23,6º)=0,92;
sen (47,2º)=0,73; cos (47,2°)=0,68.
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Em relação às fibras ópticas, analise as afirmativas abaixo.
I - Quando o núcleo de uma fibra óptica apresenta mais de um índice de refração, pode-se afirmar que se trata de uma fibra multimodo.
II - São tipos de fibras ópticas multimodo: índice degrau e índice gradual.
III- A luz fica confinada ao núcleo, em razão da diferença dos índices de refração núcleo-casca.
Assinale a opção correta.
Um feixe de luz monocromática sai de um ponto A, distante quinze metros de um aquário feito de vidro (n = 1,5). O aquário tem uma parede com espessura de cinco centímetros e está cheio de água (n =4/3). A largura interna do aquário é um metro, conforme mostrado na Figura 3. Considerando que a luz incide perpendicularmente em todas as superfícies, assinale a alternativa que corresponde ao tempo que a luz leva para atingir o ponto B, na superfície externa do aquário (considerar c = 3 • 108 m/s).
Figura 3: Vista superior da trajetória do feixe de luz
O comprimento de onda da luz amarela de sódio é 0,589μm. Considere um feixe de luz amarela de sódio se propagando no ar e incidindo sobre uma pedra de diamante, cujo índice de refração é igual a 2,4. Quais são o comprimento de onda, em angstroms, e a frequência, em quilohertz, da luz amarela de sódio no interior do diamante?
Dados: c = 3.108 m/s
1 angstrom = 10-10 m
Um raio de luz monocromática propagando-se no ar incide no ponto O, na superfície de um espelho, plano e horizontal, formando um ângulo de 30° com sua superfície.
Após ser refletido no ponto O desse espelho, o raio incide na superfície plana e horizontal de um líquido e sofre refração. O raio refratado forma um ângulo de 30° com a reta normal à superfície do líquido, conforme o desenho abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar é 1, o índice de refração do líquido é:
Dados: sen 30°=1/2 e cos 60° =1/2 ; sen 60°= √3/2 e cos 30°= √3/2
O aquário da figura abaixo apresenta bordas bem espessas de um material cujo índice de refração é igual a √3 . Um observador curioso aponta uma lanterna de forma que seu feixe de luz forme um ângulo de incidência de 60º, atravessando a borda do aquário e percorrendo a trajetória AB. Em seguida, o feixe de luz passa para a região que contém o líquido, sem sofrer desvio, seguindo a trajetória BC. Considere o índice de refração do ar igual a 1,0. O feixe de luz emergirá do líquido para o ar no ponto C?
Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como
mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a
parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do
líquido em relação ao ar é:
Uma fina placa metálica P1 apoiada em um tablete de cortiça no fundo de um frasco cilíndrico, dista 5 metros de uma placa idêntica P2, fixa no teto, conforme a figura acima. As duas placas formam um capacitor carregado com Q coulombs.
Enche-se o referido frasco com um líquido de índice de refração n = 2,5, até que a superfície de P1 atinja a altura de h metros. Em seguida, lança-se sobre o centro da superfície um raio de luz monocromática, sob um ângulo de 30° com a vertical.
Sabendo que a energia armazenada no capacitor fica reduzida a 0,6 do valor inicial, que o raio refratado atinge um ponto situado a x metros do centro do fundo do frasco e desprezando o efeito de borda do capacitor, podemos dizer que o valor aproximado de x é:
Observação:
• As espessuras da cortiça e da placa são desprezíveis em relação à altura h.
Considere um meio estratificado em N camadas com índices de refração n1, n2, n3 ....nN, como mostrado na figura acima, onde estão destacados os raios traçados por uma onda luminosa que os atravessa, assim como seus respectivos ângulos com as normais a cada interface.
Se ni+1 = ni /2 para i=1,2,3,...N-1 e senθN=1024senθ1, então N é igual a:
Observação:
• A escala da figura não está associada aos dados.
Um banhista faz o lançamento horizontal de um objeto na velocidade igual a 5√3 m/s em direção a uma piscina. Após tocar a superfície da água, o objeto submerge até o fundo da piscina em velocidade horizontal desprezível. Em seguida, o banhista observa esse objeto em um ângulo de 30° em relação ao horizonte. Admitindo-se que a altura de observação do banhista e do lançamento do objeto são iguais a 1,80 m em relação ao nível da água da piscina, a profundidade da piscina, em metros, é
Dados:
• índice de refração do ar: nar = 1;
• índice de refração da água
Um raio de luz monocromática (RI) passa do meio 1 para o meio 2, sofrendo, em relação ao raio refratado (RR), um desvio de 30º, conforme mostrado na figura. Determine o índice de refração do meio 2, sabendo que o meio 1 é o ar, cujo índice de refração vale 1.
Na questão de Física, quando necessário, use aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
sen30° = 1/2;
cos30° =
A Figura 1 abaixo representa um arranjo experimental para a obtenção do espectro de emissão da luz emitida por uma lâmpada de gás de hidrogênio.
Ao passar pelo prisma, a luz divide-se em quatro feixes de cores distintas: violeta, anil, azul e vermelho. Projetando-se esses feixes em um anteparo, eles ficam espalhados, como ilustrado na Figura 1.
Considere, agora, a Figura 2, que ilustra esquematicamente alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio, onde as setas I, II, III e IV mostram transições possíveis para esse átomo.
Relacionando as informações contidas na Figura 2 com as
cores da luz emitida pela lâmpada de gás de hidrogênio
mostrada na Figura 1, é correto afirmar que a cor anil
corresponde à transição