Reflexão Total

Raciocínio Lógico

Reflexão Total

 

 

Como esse conteúdo envolve muita teoria, em caso de dúvidas você pode encontrá-la em fisicaevestibular.com.br – ÓPTICA – Reflexão Total

 

01-(UFU-MG) 

Um recipiente aberto, conforme a figura 1 contém um líquido de índice de refração n(t), que varia com o tempo (t) de acordo com a expressão n(t) = n(ar). (1 + e-bt), em que b é uma constante positiva e n(ar) é o índice de refração do ar.

Quando a luz passa do líquido para o ar, é possível ocorrer o fenômeno de reflexão total para um ângulo de incidência maior do que certo ângulo limite, (que é medido em relação à normal). 

Assinale a alternativa que melhor descreve a variação do seno do ângulo limite (sen ‘limite’) em função do tempo.

 

02-(UNESP-SP) 

Um prisma de vidro imerso em água, com a face AB perpendicular à face BC, e a face AC com uma inclinação de 45° em relação a AB, é utilizado para desviar um feixe de luz monocromático.

O feixe penetra perpendicularmente à face AB, incidindo na face AC com ângulo de incidência de 45°. O ângulo limite para a ocorrência de reflexão total na face AC é 60°

Considerando que o índice de refração do vidro é maior que o da água, a trajetória que melhor representa o raio emergente é

a) I.                     

b) IV.                       

c) II.                       

d) V.                        

e) III.

 

 

03-(UFU-MG) 

Um raio de luz incide de uma região que contém ar (índice de refração n = 1,0), em uma placa de vidro de índice de refração n = 1,5, com um ângulo de incidência igual a 30°, atravessando-a e perfazendo a trajetória AB da figura a seguir.

Após atravessar a placa de vidro, o raio passa por uma região que contém um líquido sem sofrer desvio, seguindo a trajetória BC da figura acima, atingindo a superfície de separação do líquido com o ar (ponto C da figura).

Dados:

Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 × 108 m/s.

sen19,5° = 1/3      sen30° =1/2      sen41,8° = 2/3      sen70,5° = 0,94

Determine:

a) o índice de refração do líquido.

b) a velocidade da luz no interior do vidro (percurso AB).

c) se o raio de luz emergirá do líquido para o ar no ponto C, justificando sua resposta.

 

04-(UFV-MG) 

Um enfeite de Natal é constituído por cinco pequenas lâmpadas iguais e monocromáticas, ligadas em série através de um fio esticado de comprimento 5L.

Uma das pontas do fio está presa no centro de um disco de madeira, de raio R, que flutua na água de uma piscina.

A outra ponta do fio está presa no fundo da piscina, juntamente com uma das lâmpadas, conforme representado na figura.

Durante a noite, quando as lâmpadas são acesas, um observador fora da piscina vê o brilho de apenas três das cinco lâmpadas.

Sabendo que o índice de refração da água e o do ar são, respectivamente, n(H) e n(ar), pergunta-se:

a) Qual é o fenômeno que impede a visualização das lâmpadas?

b) Qual par de lâmpadas não é visível?

c) Qual é a relação entre R, L, n(H) e n(ar) para que duas das lâmpadas não sejam visíveis?

 

05-(MACKENZIE-SP) 

Um raio luminoso incide sobre um cubo de vidro, colocado no ar (nar = 1), como mostra a figura abaixo.

O índice de refração do vidro, para que haja internamente reflexão total na face A, deve ser:

Dado: sen 45o = √2 /2

 

06-(UERJ-RJ) 

Um raio de luz, deslocando-se no ar, incide em um dos extremos de uma fibra óptica F de índice de refração n =√2, a um ângulo de incidência 1 e penetra na fibra a um ângulo2 = 30o, conforme figura. (nar = 1)

a) calcule o ângulo de incidência 1.    

b) Prove que o raio de luz, por reflexão total, permanece completamente no interior da fibra.  

  

07- (UNICAMP-SP) 

Ao vermos miragens, somos levados a pensar que há água no chão de estradas. O que vemos é, na verdade, a reflexão da

luz do céu por uma camada de ar quente próxima ao solo.

Isso pode ser explicado por um modelo simplificado como o da figura abaixo, onde n representa o índice de refração.

Numa camada próxima ao solo, o ar é aquecido, diminuindo assim seu índice de refração n.

Considere a situação na qual o ângulo de incidência é de 84°. Adote n1 = 1,010 e use a aproximação sen 84° = 0,995.

a) Qual deve ser o máximo valor de n2 para que a miragem seja vista? Dê a resposta com três casas decimais.

b) Em qual das camadas (1 ou 2) a velocidade da luz é maior?

 

08-(UFG-GO)

 

 

Um raio de luz monocromático incide perpendicularmente na face A de um prisma e sofre reflexões internas totais com toda luz emergindo pela face C, como ilustra a figura.

Considerando o ex­posto e sabendo que o meio externo é o ar (nar = 1)calcule o índice de refração mínimo do prisma.

 

 

 

 

 

09-(UFF-RJ) 

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 

 

10-(FUVEST-SP)

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 θ do feixe luminoso, para que toda a luz incidente permaneça no núcleo, é, aproximadamente,

a) 45                      

b) 50o                                   

c) 55o                            

d) 60o                                 

e) 65o

 

 

11-(UFPE-PE)

A figura mostra um par de fibras ópticas, A e B, dispostas paralelamente e de mesmo comprimento.

Um pulso de luz é  disparado em uma das extremidades das fibras.

A luz se propaga, parte pela fibra A, levando o tempo ∆tA para percorrer a fibra , e parte pela fibra B , levando o tempo ∆tB para percorrer a fibra.

Os índices de refração dos materiais da fibra A e B são, respectivamente, nA = 1,8 e nB = 1,5.

Calcule o atraso percentual da luz que vem pela fibra A, em relação à que vem pela fibra B. ou seja, determine a quantidade (∆tA/∆tB – 1)x100%. 

 

12-(UFMG-MG)

Ariete deseja estudar o fenômeno da dispersão da luz branca, ou seja, a sua decomposição em várias cores devido à dependência do índice de refração do material com a frequência.

Para isso, ela utiliza um prisma de vidro cuja seção reta tem a forma de um triângulo retângulo isósceles. 

O índice de refração desse vidro é n = 1,50 para a luz branca e varia em torno desse valor para as várias cores do espectro visível.

(Dados: sen 45o = cos 45o = 0,707)

Ela envia um feixe de luz branca em uma direção perpendicular a uma das superfícies do prisma que formam o ângulo reto, como mostrado na figura.

1. COMPLETE, na figura, a trajetória do feixe até sair do prisma.

2. EXPLIQUE, detalhando seu raciocínio, o que acontece com esse feixe na superfície oposta ao ângulo reto.

3. ASSINALE com um X a opção correta. 

Ariete observa a dispersão da luz branca nesse experimento?

JUSTIFIQUE sua resposta.

 

13-(ENEM-MEC)

 

Confira as resoluções comentadas