CAIU NO ENEM!

D (ENEM PPL 2014) Folhas de papel, como as utilizadas para a impressão de documentos, são opacas e permeáveis aos líquidos. Esse material é constituído de microfibras entrelaçadas de celulose, que são transparentes à luz. Quando sobre elas se derrama glicerina, elas se tornam translúcidas. Uma imagem da superfície de uma folha de papel, ampliada por um microscópio eletrônico de varredura, pode ser vista na figura. No quadro é apresentada a razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e no respectivo material (celulose, glicerina ou ar).

Nessa situação, o papel se tornou translúcido porque a luz é

a) mais refletida.
b) mais absorvida.
c) mais espalhada.
d) menos refratada.
e) menos transmitida.

E (ENEM 2014) 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?

a) Mudou de sentido.
b) Sofreu reflexão total.
c) Atingiu o valor do ângulo limite.
d) Direcionou-se para a superfície de separação.
e) Aproximou-se da normal à superfície de separação.

A (ENEM PPL 2014) As miragens existem e podem induzir à percepção de que há água onde não existe. Elas são a manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na atmosfera.

Disponível em: www.invivo.fiocruz.br. Acesso em: 29 fev. 2012.

Esse fenômeno óptico é consequência da

a) refração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
b) reflexão da luz ao incidir no solo quente.
c) reflexão difusa da luz na superfície rugosa.
d) dispersão da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
e) difração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.

E (ENEM 2012) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe.

Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz

a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.
b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.
c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.
d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.
e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

D (Enem 2010) Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.

Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

CAIU NO VESTIBULAR!

2018

A (MACKENZIE 2018)

A figura acima representa um raio de luz atingindo uma superfície e sofrendo, simultaneamente, reflexão e refração. Os ângulos de reflexão e refração são, respectivamente, iguais a

a) 30º e 60º.
b) 30º e 30º.
c) 60º e 30º.
d) 60º e 60º.
e) 45º e 30º.

A (MACKENZIE 2018) Um raio de luz monocromática de frequência f = 1,0 x 10¹⁵ Hz, com velocidade v = 3,0 x 10⁵ km/s, que se propaga no ar, cujo índice de refração é igual a 1, incide sobre uma lâmina de vidro (n_vidro = √2 ), formando um ângulo 45° com a superfície da lâmina. O seno do ângulo de refração é

a) 0,5.
b) 0,7.
c) 1,0.
d) 3,0.
e) √2 .

B (UNESP 2018) Um dos fatores que contribuíram para a aceitação do modelo atômico proposto por Niels Bohr em 1913 foi a explicação dos espectros da luz emitida por átomos de gases aquecidos, que podem ser observados por meio de um aparelho chamado espectroscópio, cujo esquema está representado na figura. Nesse equipamento, a luz emitida por um gás atravessa uma fenda em um anteparo opaco, forma um estreito feixe que incide em um elemento óptico, no qual sofre dispersão. Essa luz dispersada incide em um detector, onde é realizado o registro do espectro.

O elemento óptico desse espectroscópio pode ser

a) um espelho convexo.
b) um prisma.
c) uma lente divergente.
d) uma lente convergente.
e) um espelho plano.

A (UNICAMP 2018) 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

a) 1,50.
b) 1,41.
c) 1,25.
d) 0,66.

C (FCMSCSP 2018) Dois meios homogêneos e transparentes, A e B, são justapostos e separados pela superfície plana S. Um raio de luz monocromático propaga-se pelo meio A com velocidade 1,5 × 10⁸ m/s, incide perpendicularmente à superfície de separação entre os meios e passa a propagar-se pelo meio B, com velocidade de √6/2 × 10⁸ m/s , conforme a figura 1.

Se esse mesmo raio, propagando-se pelo meio B, incidisse na superfície S conforme a figura 2, ele

a) refrataria de forma rasante à superfície S.
b) refrataria fazendo um ângulo de 60º com a superfície S.
c) refrataria fazendo um ângulo de 30º com a superfície S.
d) refrataria fazendo um ângulo de 45º com a superfície S.
e) sofreria reflexão total.

E (UFRGS 2018) Um feixe de luz monocromática, propagando-se em um meio transparente com índice de refração n₁, incide sobre a interface com um meio, também transparente, com índice de refração n₂. Considere θ₁ e θ₂, respectivamente, os ângulos de incidência e de refração do feixe luminoso.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Haverá reflexão total do feixe incidente se …….. e se o valor do ângulo de incidência for tal que ………

a) n₁ < n₂ – sen θ₁ < n₂/n₁
b) n₁ < n₂ – sen θ₁ > n₂/n₁
c) n₁ = n₂ – sen θ₁ = n₂/n₁
d) n₁ > n₂ – sen θ₁ < n₂/n₁
e) n₁ > n₂ – sen θ₁ > n₂/n₁

A (FGV SP 2018) São dados os índices de refração absolutos (n) dos seguintes meios ópticos: n_ar = 1,0, n_água = 1,3, n_{vidro c} = 1,5, n_{vidro p} = 1,8. Um raio de luz monocromática foi emitido sobre um sistema óptico formado por 3 desses meios, obtendo-se a configuração seguinte. I e II são dióptros planos, que separam os meios A de B e B de C, respectivamente.

A possível, correta e respectiva relação entre os meios A, B e C é

a) água, vidro p e ar.
b) ar, vidro c e vidro p.
c) água, vidro c e vidro p.
d) vidro c, ar e água.
e) ar, água e vidro p.

2017

B (FUVEST 2017) Em uma aula de laboratório de física, utilizando-se 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 micro-ondas, propaga-se 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 detector de micro-ondas indica que a radiação eletromagnética sai do bloco propagando-se no ar em uma direção que forma um ângulo de 15° com a de incidência.

A partir desse resultado, conclui-se que o índice de refração do poliestireno em relação ao ar para essa micro-onda é, aproximadamente,

a) 1,3
b) 1,5
c) 1,7
d) 2,0
e) 2,2

E (UDESC 2017) Na figura a seguir, um raio de luz vindo de um meio material (1), de índice de refração n₁, incide na interface que o separa do meio material (2), de índice de refração n₂. A seguir, o raio refratado incide na interface que separa os meios materiais (2) e (3), sendo n₃ o índice de refração do meio material (3).

Analise as proposições em relação à óptica geométrica.

I. Se n₁ = n₃ então θ₁ = θ₃
II. Se n₁ > n₂ então θ₁ > θ₂
III. Se n₂ > n₃ então θ₂ > θ₃
IV. Se n₁ > n₂ então θ₁ < θ₂
V. Se n₁ > n₃ então θ₁ > θ₃

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas II e V são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas III e V são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras.

2016

C (FUVEST 2016) Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d’água cilíndrica de 0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com água, como esquematizado na figura.

Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se

a) θ = 20°
b) θ = 30°
c) θ = 45°
c) θ = 60°
d) θ = 70°

A (UFRGS 2016) Um feixe de luz branca incide em uma das faces de um prisma de vidro imerso no ar. Após atravessar o prisma, o feixe emergente exibe um conjunto de raios de luz de diversas cores.
Na figura abaixo, estão representados apenas três raios correspondentes às cores azul, verde e vermelha.

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

a) vermelha, verde e azul.
b) vermelha, azul e verde.
c) verde, vermelha e azul.
d) azul, verde e vermelha.
e) azul, vermelha e verde.

E (UFRGS 2016) Um feixe de luz branca incide em uma das faces de um prisma de vidro imerso no ar. Após atravessar o prisma, o feixe emergente exibe um conjunto de raios de luz de diversas cores.
Na figura abaixo, estão representados apenas três raios correspondentes às cores azul, verde e vermelha.

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

a) difração.
b) interferência.
c) polarização.
d) reflexão.
e) refração.

2014

A (FUVEST 2014) Um prisma triangular desvia um feixe de luz verde de um ângulo θ_A, em relação à direção de incidência, como ilustra a figura abaixo.

Se uma placa plana, do mesmo material do prisma, for colocada entre a fonte de luz e o prisma, nas posições mostradas nas figuras B e C, a luz, ao sair do prisma, será desviada, respectivamente, de ângulos θ_B e θ_C, em relação à direção de incidência indicada pela seta. Os desvios angulares serão tais que

a) θ_A = θ_B = θ_C
b) θ_A > θ_B > θ_C
c) θ_A < θ_B < θ_C
d) θ_A = θ_B > θ_C
e) θ_A = θ_B < θ_C

A (UTFPR 2014) Sobre fenômenos ópticos, considere as afirmações abaixo.

Se uma vela é colocada na frente de um espelho plano, a imagem dela localiza-se atrás do espelho.
Usando um espelho convexo, você pode ver uma imagem ampliada do seu rosto.
Sempre que um raio luminoso muda de velocidade ao mudar de meio, também ocorre mudança na direção de propagação.

Está correto apenas o que se afirma em:

a) I
b) II
c) III
d) I e III.
e) II e III.

B (ESPCEX (AMAN) 2014) Uma fonte luminosa está fixada no fundo de uma piscina de profundidade igual a 1,33 m.

Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso monocromático, emitido pela fonte, que forma um pequeno ângulo com a normal da superfície da água, e que, depois de refratado, forma um pequeno ângulo com a normal da superfície da água, conforme o desenho.

A profundidade aparente “h” da fonte luminosa vista pela pessoa é de:

Dados:

sendo os ângulos α e β pequenos, considere tgα ≅ senα e tgβ ≅ senβ.
índice de refração da água: n_água= 1,33
índice de refração do ar: n_ar= 1

a) 0,80 m
b) 1,00 m
c) 1,10 m
d) 1,20 m
e) 1,33 m

2013

C (IBMEC RJ 2013) Um raio de luz monocromática se propaga do meio A para o meio B, de tal forma que o ângulo de refração vale a metade do ângulo de incidência . Se o índice de refração do meio A vale 1 e o senβ = 0,5, o índice de refração do meio B vale:

a) √2
b) 3
c) √3
d) 0,75
e) 0,5

D (UNESP 2013) Uma haste luminosa de 2,5 m de comprimento está presa verticalmente a uma boia opaca circular de 2,26 m de raio, que flutua nas águas paradas e transparentes de uma piscina, como mostra a figura. Devido à presença da boia e ao fenômeno da reflexão total da luz, apenas uma parte da haste pode ser vista por observadores que estejam fora da água.

Considere que o índice de refração do ar seja 1,0, o da água da piscina sen 48,6° = 0,75 e tg 48,6° = 1,13. Um observador que esteja fora da água poderá ver, no máximo, uma porcentagem do comprimento da haste igual a

a) 70%.
b) 60%.
c) 50%.
d) 20%.
e) 40%.

2012

A (PUC RJ 2012) Um feixe luminoso se propagando no ar incide em uma superfície de vidro. Calcule o ângulo que o feixe refratado faz com a normal à superfície sabendo que o ângulo de incidência é de 60° e que os índices de refração do ar e do vidro, são respectivamente 1,0 e √3.

a) 30°
b) 45°
c) 60°
d) 73°
e) 90°

E (FUVEST 2012) Uma fibra ótica é um guia de luz, flexível e transparente, cilíndrico, feito de sílica ou polímero, de diâmetro não muito maior que o de um fio de cabelo, usado para transmitir sinais luminosos a grandes distâncias, com baixas perdas de intensidade.

A fibra ótica é constituída de um núcleo, por onde a luz se propaga e de um revestimento, como esquematizado na figura acima (corte longitudinal). Sendo o índice de refração do núcleo 1,60 e o do revestimento, 1,45, o menor valor do ângulo de incidência do feixe luminoso, para que toda a luz incidente permaneça no núcleo, é, aproximadamente,

a) 45º.
b) 50º.
c) 55º.
d) 60º.
e) 65º.

2011

(UFPE 2011) A figura apresenta um experimento com um raio de luz que passa de um bloco de vidro para o ar. Considere a velocidade da luz no ar como sendo igual à velocidade da luz no vácuo. Qual é a velocidade da luz dentro do bloco de vidro, em unidades de 10⁸ m/s?

Dados: Velocidade da luz no vácuo = ; sen 30° = 0,50; sen 45° = 0,71.

RESPOSTA: 2,12

A (Cefet MG 2014) No vácuo, um determinado meio material isotrópico e transparente com índice de refração absoluto igual a 2 apresentará a condição de reflexão total para um raio de luz com ângulo limite de incidência igual a _______, propagando-se do ______________________ para o ______________________ .

Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são

a) 30°, material, vácuo.
b) 30°, vácuo, material.
c) 60°, material, vácuo.
d) 60°, vácuo, material.
e) 90°, vácuo, material.

C (UFF 2011) 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 a seguir, 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.

a) aumenta – diminuição – aumento – diminuir
b) aumenta – diminuição – diminuição – diminuir
c) diminui – aumento – aumento – aumentar
d) diminui – aumento – diminuição – aumentar
e) não varia – diminuição – diminuição – aumentar

(UEM 2011) Com relação ao fenômeno físico da refração, assinale o que for correto.

01) Em um meio material, uniforme, homogêneo e que possui índice de refração maior que o do ar, o índice de refração é mínimo para a luz violeta e máximo para a luz vermelha.

02) Ao passar de um meio menos refringente, A, para um meio mais refringente, B, a luz que se propagar com maior velocidade, no meio B, sofrerá menor desvio com relação à normal.

04) Prismas de refringência que exploram o fenômeno da refração podem ser usados em espectroscopia para a análise de luzes monocromáticas.

08) A lei de Snell-Descartes afirma que, para cada par de meios e para cada luz monocromática que se refrata, o produto do seno do ângulo que o raio forma com a normal e o índice de refração do meio é constante.

16) Um raio de luz policromática, ao atravessar obliquamente o vidro plano e semitransparente de uma janela, sofrerá um desvio lateral que será tanto maior quanto maior for o índice de refração do vidro da janela.

RESPOSTA: 02 + 08 + 16 = 26

E (UFPA 2011) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.

Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa.

a) Homem em A; peixe arqueiro em 1
b) Homem em A; peixe arqueiro em 3
c) Homem em B; peixe arqueiro em 2
d) Homem em C; peixe arqueiro em 1
e) Homem em C; peixe arqueiro em 3

E (IFTO 2011-2) Um raio de luz monocromático de frequência f = 5,0 x 10¹⁴ Hz, passa do ar para um bloco de vidro. Ele incide na face plana do bloco com um ângulo θ_ar = 45°, e refrata-se no interior do vidro com um ângulo θ_v. Sabendo que o índice de refração absoluto do ar é 1,0 e do vidro 1,5, pode-se afirmar que θ_v é igual a:

A (UNIMONTES 2011) A fibra ótica é um dispositivo que consiste basicamente em um fio flexível e fino, feito de material transparente (fios de vidro ou plástico). Ela possibilita a transmissão de sinais eletromagnéticos, praticamente sem perda de energia e informação. Seu uso tem revolucionado as telecomunicações. O princípio físico no qual se baseia o funcionamento da fibra ótica é denominado

a) reflexão interna total.
b) refração.
c) difração.
d) interferência.

2010

B (UFLA 2010) O índice de refração absoluto da luz em um meio é a relação entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz nesse meio. Dessa forma, é CORRETO afirmar que

a) dependendo do tipo de meio, o índice de refração absoluto pode ser menor que 1.
b) os meios mais refringentes possuem índices de refração absolutos maiores que os meios menos refringentes.
c) o índice de refração absoluto de um meio diferente do vácuo é constante e independente da cor da luz.
d) no vácuo, com a ausência de um meio material, o índice de refração absoluto é zero.

C (UFRN 2010) A fibra óptica é um filamento de vidro ou de material polimérico que tem capacidade de transmitir luz. Na atualidade, esse tipo de fibra é largamente utilizado em diversos ramos das telecomunicações, substituindo os conhecidos fios de cobre e melhorando as transmissões de dados na medicina e na engenharia civil, 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 n_N,e o revestimento, de índice de refração n_R.

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

a) refração múltipla, que só ocorre quando n_N > n_R .
b) reflexão interna total, que só ocorre quando n_N < n_R .
c) reflexão interna total, que só ocorre quando n_N > n_R .
d) refração múltipla, que só ocorre quando n_N < n_R.

2009

E (UNIFESP 2009) Dois raios de luz, um vermelho (v) e outro azul (a), incidem perpendicularmente em pontos diferentes da face AB de um prisma transparente imerso no ar. No interior do prisma, o ângulo limite de incidência na face AC é 44º para o raio azul e 46º para o vermelho. A figura que mostra corretamente as trajetórias desses dois raios é

2002

B (UNIFESP 2002) O gráfico da figura 1 representa a intensidade da radiação transmitida ou refratada (curva T) e a intensidade da radiação refletida (R) em função do ângulo de incidência da luz numa superfície plana de vidro transparente. A figura 2 mostra três direções possíveis – I, II e III – pelas quais o observador O olha para a vitrina plana de vidro transparente, V.

Comparando as duas figuras, pode-se concluir que esse observador vê melhor o que está dentro da vitrina quando olha na direção

a) I e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na direção II.
b) I e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na direção III.
c) II e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na direção I.
d) II e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na direção III.
e) III e vê melhor o que a vitrina reflete quando olha na direção I.