Resolução Comentada – Óptica Geométrica – Espelhos Esféricos (2)

 Resolução Comentada

Óptica Geométrica

Espelhos Esféricos (2)

 

 01-  De acordo com o enunciado, o metamaterial apresenta propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais  —  portanto, a única alternativa que pode representar a refração da luz ao passar para o metamaterial é a D, que não pode acontecer pois, os raios de luz incidentes e refratados devem estar em quadrantes opostos —  R- D

Observação: Observe nas figuras baixos que, em materiais naturais, em meios homogêneos e

transparentes ocorre além da refração (que predomina), a reflexão e a absorção  —  observe também que na reflexão os raios incidentes e refletido estão em quadrantes adjacentes, e que na refração os raios incidente e refratado estão em quadrantes opostos (figura 1)  —  na absorção o raio incidente é absorvido (figura 2).

02- Como os raios penetram no vidro fosco, ocorre refração e como eles raios deixam de ser

  

paralelos eles se espalham (difundem) em seu interior e, fornecem a um observador do outro lado do vidro, uma imagem distorcida ou apenas seus contornos, como você pode observar na cena do assassinato no banheiro no clássico filme Psicose de Alfred Hitchcock (figura acima). 

R- C

03- São infinitas as frequências (cores) que compõem a luz policromática branca proveniente do

Sol.

R- D

04- A dispersão luminosa é o fenômeno da separação da luz policromática branca  em suas cores componentes, o que ocorre quando a luz branca sofre refração, como por exemplo, num prisma de vidro (figura 1) ou em gotas de água (figura 2)  —  a luz policromática branca é composta de infinitas

cores (frequências), das quais destacamos o vermelho, alaranjado, amarelo, verde,azul, anil e violeta  —  observe na figura 1 que a cor que sofre menor desvio é a vermelha e a que sofre maior desvio é a violeta  — R- A

05-  Durante o dia predomina a refração, pois a quantidade de luz externa é maior a da luz interna e a noite predomina a reflexão, pois a quantidade de luz externa é menor que a da luz interna  —  R- C

06- I- Falsa  —  a luz branca policromática do Sol  atinge uma gota de água no ar (1) e, ao penetrar na mesma, sofre refração fornecida pela lei da refração n1.seni = n2.senr, sofrendo também uma pequena dispersão (quase imperceptível) das cores que compõe a luz branca  —  esses raios de luz das diversas cores refletem na parte interna da gota (2) e retornam mantendo suas cores  —  ao sofrerem a ultima refração (3), abandonando a gota e aumentando a separação entre as cores  —  são essas cores mais separadas que atingem seus olhos e fazem com que você veja o arco-íris  —  na

figura (arco-íris primário, com apenas uma reflexão interna) estão representadas apenas as cores extremas, o vermelho e o violeta  —  veja que a difração que compõe o arco íris ocorre nas situações 1 e 3.

Observação: No arco-íris primário a luz sofre apenas uma reflexão interna (figura I) e a cor extrema i

interior será o violeta  —  no arco-íris secundário a luz sofre duas reflexões internas (figura II) e a cor extrema interior será a vermelha.

II- Correta  —  pode ocorrer naturalmente nas gotas de chuva e artificialmente quando, por exemplo, a luz é decomposta num prisma.

III- Falsa  —  observe na explicação I que a maior dispersão das cores, que formam o arco-íris, quando a luz sai da gota passando para o ar e não no interior da gota.

IV- Correta  — é devido à passagem da luz pelas gotículas de chuva que ocorre a dispersão da luz e a formação do arco-íris.

R- B

07- Como a atmosfera é mais densa nas camadas inferiores, nelas o índice de refração é maior que

nas camadas superiores e o raio de luz, a medida que desce vai passando de um meio menos refringente para um meio mais refringente  —  assim, se aproxima cada vez mais da normal, se curvando como mostrado na figura acima  —  R- C

08- O Sol em contato com o solo deixa o ar mais quente e consequentemente menos refringente que o ar das camadas superiores. Isso faz com que os raios de luz sofram reflexão total em camadas próximas ao solo, subam e atinjam os olhos de um observador, que terá a impressão de que no solo existe um espelho fornecendo a imagem do objeto  —  R- B

09- Observe na figura abaixo, que na dispersão da luz solar que provoca o arco-íris, a luz retorna ao

meio original e, para que isso aconteça o Sol tem que estar atrás do observador  —  R- D

10- nvidro=c/Vvidro  —  1,5=3.108/Vvidro  —  Vvidro=2.108m/s  —  f=V/λ  —  como a freqüência f independe do meio de propagação  —  far=fvidro  —   λar=600nm=6.102.10-9=6.10-7m  —   far=fvidro  —  Varar = Vvidrovidro  —  3.108/6.10-7=2.108vidro  —  λvidro=4.10-7  — γvidro=400.10-9  —  λvidro=400nm  —  R- E

11- Observe a figura abaixo  —  à medida que os raios de luz provenientes do Sol penetram na

atmosfera da Terra, vão encontrando camadas de ar cada vez mais densas, mais refringentes e de maiores índices de refração e aproximam-se cada vez mais da normal sofrendo os desvios mostrados  —  esses desvios fazem com que a imagem que se observa do Sol ao amanhecer (antes de o Sol objeto aparecer) a e ao anoitecer (depois que o Sol objeto desapareceu)  se encontre acima de sua real posição, tomando-se como referência o horizonte. —  R- C

12- Traçando a normal N no ponto de incidência ( a normal N forma um ângulo de 90o com a

superfície do vidro)  —  observe na figura que o ângulo de incidência que é o ângulo que o raio incidente forma com a normal vale i=(90 – 32)=58o  —   i=58o  —  veja também que 58o + r=90o  —  r=32o  —  R- B

 

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