Raciocínio Lógico
Refração da luz
Como esse conteúdo envolve muita teoria você pode encontrá-lo em
fisicaevestibular.com.br – Óptica Geométrica – Refração da Luz
01-(UFSCAR-SP)
Durante o dia, uma pessoa dentro de casa olha através do vidro de uma janela e enxerga o que está do lado de fora.
À
noite, a pessoa olha através da mesma janela e enxerga sua imagem
refletida pelo vidro, não
enxergando o que está do lado de fora.
Assinale a alternativa que melhor explica a situação descrita.
a) O índice de refração da luz no meio externo à janela é maior à noite do que durante o dia.
b) O índice de refração da luz no meio externo à janela é menor à noite do que durante o dia.
c) Durante o dia, a luz que atravessa o vidro da janela, proveniente dos objetos localizados no exterior da casa, é muito mais intensa que a luz refletida pelo vidro da janela, proveniente dos objetos no interior da casa.
d) Durante o dia, a polarização da luz no vidro da janela é positiva e permite que se enxergue o lado de fora.
e) Durante a noite, a polarização da luz no vidro da janela é negativa e não permite que se enxergue o lado de fora.
02-FUVEST-SP)
Um raio luminoso proveniente do ar atinge perpendicularmente uma esfera oca de vidro de 30 cm de diâmetro.
As paredes da esfera têm 6,0 cm de espessura.
Considerando-se que o índice de refração do vidro em relação ao ar é 1,5 e que a velocidade de propagação da luz no ar é 300 000 km/s:
a) Esboce o gráfico da velocidade de propagação da luz, em função do tempo, desde momentos antes da luz atingir a esfera até instantes após ela deixar a esfera.
b) Qual o tempo que o raio leva para atravessar completamente esta esfera?
03-(UFJF-MG)
O arco-íris é causado pela dispersão da luz do Sol que sofre refração e reflexão pelas gotas de chuva (aproximadamente esféricas).
Quando você vê um arco-íris, o Sol está:
a) na sua frente.
b) entre você e o arco-íris.
c) em algum lugar atrás do arco-íris.
d) atrás de você.
e) em qualquer lugar, pois não importa a posição do Sol.
04- (UEL-PR)
A partir do século XIII, iniciando com o pensador Robert Grosseteste, os estudos em óptica avançaram sistemática positivamente, dando origem às explicações científicas a respeito das produções de fenômenos e imagens, como é o caso dos estudos sobre o Arco-íris e as lentes. Sobre o fenômeno de formação de Arco-íris, considere as afirmativas a seguir.
I. O Arco-íris primário é causado por uma refração e uma reflexão dos raios de Sol nas gotas de chuva.
II. O Arco-íris aparece quando os raios de luz branca incidem em gotículas de água presentes no ar e pode ocorrer naturalmente ou ser produzido artificialmente.
III. O fenômeno Arco-íris é decorrente do processo de difração da luz branca nas gotas de chuva.
IV. A dispersão dos raios de luz branca é responsável pelo espectro de luzes coloridas que aparecem, por exemplo, pela passagem dessa luz por gotículas de água.
Estão corretas apenas as afirmativas:
05-(UFMG-MG)
Um feixe de luz do Sol é decomposto ao passar por um prisma de vidro.
O feixe de luz visível resultante é composto de ondas como:
a) apenas sete frequências que correspondem às cores vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil evioleta.
b) apenas três frequências que correspodem às cores vermelha, amarela e azul.
c) apenas três frequências que correspondem às cores vermelha, verde e azul.
d) uma infinidade de frequências que correspondem a cores desde a vermelha até a violeta.
06- (ENEM-MEC)
Um
grupo
de
cientistas
liderado por pesquisadores do Instituto
de Tecnologia da Califórnia (Caltech),
nos Estados Unidos, construiu
o primeiro metamaterial que apresentava 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://www.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?
07-(CEFET-SP)
Durante o dia, quando um raio luminoso solar, atravessando a camada atmosférica, atinge a poluída cidade de São Paulo,
sua trajetória provável, devido ao fenômeno da refração, é descrita em uma das figuras a seguir. Assinale a alternativa que representa essa provável trajetória.
08-(FUVEST-SP)
O espaço percorrido pela luz que incide perpendicularmente a uma face de um cubo sólido feito de material transparente, antes, durante e após a incidência, é dado, em função do tempo, pelo gráfico s x t (distância x tempo) adiante.
Determine:
a) o índice de refração da luz do meio mais refringente em relação ao menos refringente.
b) o comprimento da aresta do cubo.
09-(MACKENZIE-SP)
A figura representa o corte transversal de um tanque.
Quando o mesmo está vazio, o observador O, no ar (nar = 1), visa o ponto A.
Suponha agora o tanque completamente cheio de um líquido de índice de refração n.
Determine o valor mínimo de n que faz o observador ver o ponto B sob o mesmo raio visual.
10-(MACKENZIE-SP)
Um raio de luz monocromático que se propaga no ar (índice de refração = 1) atinge a superfície de separação com um meio homogêneo e transparente, sob determinado ângulo de incidência, diferente de 0º.
Considerando
os meios
da tabela abaixo, aquele
para o qual
o raio luminoso tem o menor desvio é
a) Água
b) Álcool etílico
c) Diamante
d) Glicerina
e) Vidro comum
11-(CEFET-MG)
A duração do dia terrestre é ligeiramente ____________ devido a___________ da luz solar na atmosfera.
Os termos que completam, corretamente, as lacunas são
a) menor, reflexão.
b) maior, difração.
c) maior, refração.
d) menor, absorção.
e) maior, interferência.
12-(FUVEST-SP)
Dois sistemas óticos, D1 e D2, são utilizados para analisar uma lâmina de tecido biológico a partir de direções diferentes.
Em
uma análise,
a luz fluorescente, emitida por um indicador incorporado a uma
pequena estrutura, presente
no tecido, é
captada, simultaneamente, pelos dois sistemas, ao longo das direções
tracejadas. 
Levando-se em conta o desvio da luz pela refração, dentre as posições indicadas, aquela que poderia corresponder à localização real dessa estrutura no tecido é:
Suponha que o tecido biológico seja transparente à luz e tenha índice de refração uniforme, semelhante ao da água.
13-(URCA-CE)
Um raio de luz incide no ponto O, meio A, da superfície de separação entre esse meio e o meio B, com um ângulo de incidência igual a 7o.
No interior do meio B, o raio incide em um espelho côncavo E, passando pelo foco principal F.
O centro de curvatura C do espelho, cuja distancia focal é igual a 1,0m, encontra-se a 1,0m da superfície de separação dos meios A e B.
Observe a figura abaixo:
Considere os seguintes índices de refração: nA = 1,0 (meio A); nB = 1,2 (meio B).
Determine a que distancia do ponto O, o raio emerge, após a reflexão no espelho. Dado sen7o = 0,12
14-(UFG-GO)
Refratômetro
é um instrumento
ótico utilizado para medir o índice de refração
de uma substância
e também
para determinar a concentração de certas substâncias,
como, por exemplo, o açúcar
em um fluido qualquer.
A figura
ilustra
o protótipo
de um refratômetro constituído
por um prisma
de índice de refração 1,6, um
orifício
no qual entra a luz de análise
e uma cavidade
para colocar o material líquido a ser analisado. Nessas
condições,
um feixe
de luz monocromático, ao
entrar
pelo orifício, refrata na interface prisma-líquido e atinge a
escala graduada em um ponto a 4 cm da origem. Considerando-se
que
L = 12 cm e h=√2 , calcule:
a) O índice de refração do líquido sob análise.
b) O menor índice de refração que esse instrumento permite medir.
15-(UFRGS-RS)
No diagrama abaixo, i representa um raio luminoso propagando-se no ar, que incide e atravessa um bloco triangular de
material transparente desconhecido.
Com base na trajetória completa do raio luminoso, o índice de refração deste material desconhecido é
(Dados: índice de refração do ar = 1; sen30o = cos60o = 1/2; sen60o = cos30o = √3/2).
16-(FGV-RJ)
Em
uma piscina,
uma pessoa
de visão normal,
sem
óculos e
com olhos
abertos dentro da água, enxerga
desfocada
uma planta que está fora da água. 
Ao sair da piscina, enxerga nitidamente a mesma planta.
A partir dessa observação, e sabendo que a córnea é responsável por grande parte da capacidade de focalização do olho humano, é correta a conclusão de que os índices de refração do ar, da água e da córnea, respectivamente nar, nag e nc, obedecem à relação:
17-(UFPA-PA)
Numa loja, são vendidos aquários em forma de prismas retos com bases em forma de “L”.
O vigia da loja gosta de assistir uma grande TV plana situada numa parede distante, na sua frente. O problema é que na linha de visada entre o posto do vigia e o centro da TV há uma coluna atrapalhando.
Um dia, o vigia percebeu que esta coluna, embora fosse suficientemente larga para atrapalhar a visão da TV, era suficientemente estreita para torna-la invisível para ele, mediante o posicionamento certo de dois aquários cheios de água.
As figuras “A”, “B”e “C”, abaixo, mostram (em vista superior) três formas de dispor os aquários entre o vigia e a TV.
Após analisar como os raios de luz que partem da TV (mostrados na figura) mudam de direção ao passarem do ar para a água dos aquários e de volta para o ar, é correto concluir que as disposições dos aquários, que permitem ao vigia observar a TV, através da água transparente dos aquários, como se a coluna não estivesse lá, são:
Resoluções comentadas dos exercícios de vestibulares sobre
Refração da Luz
01- Durante o dia predomina a refração (luz externa mais intensa) e a noite a reflexão(luz interna mais intensa
02- a) No ar (fora e dentro da esfera), a velocidade do raio de luz é de 3,0.1010cm/s e no vidro de índice de refração nV=1,5 vale nV=C/VV --- 1,5=3.1010/VV --- VV=2,0.1010cm/s --- para atravessar cada uma das paredes de d=6,0cm de espessura, com velocidade de V=2,0.1010 m/s a luz demora --- V=d/t --- 2.1010 =6/t --- t=3.10-10 s e para atravessar a parte com ar no interior da esfera demora --- 3.1010 = (20 – 12)/t --- t=6.10-10s
b) t=(18 – 6).10-10 --- t=1,2.10-9s
03-
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
04-I. Falsa--- veja as figuras abaixo:
II. Correta--- A Dispersão luminosa no arco-íris ocorre naturalmente e é resultado do espalhamento da luz em gotas de água em suspensão na atmosfera, ou artificialmente quando a luz se dispersa como no interior de um prisma (figura
da esquerda) ou passa do ar para a água (figura da direita).
III. Falsa--- Difração é o fenômeno que permite com que a luz se espalhe contornando obstáculos ou atravessando uma fenda --- por exemplo, se um pincel de luz monocromática (uma só cor) incidir sobre uma tela opaca (obstáculo) A,
com uma estreita fenda So, ele consegue atravessá-la, se espalhando e sofrendo difração.
IV. Correta
Na figura com a luz policromática branca incidindo na gota de água, você observa o seguinte, em 1 ocorre refração, em 2 reflexão, e em 3 nova refração --- entre 1 e 2 e entre 2 e 3, ocorre dispersão --- R- B.
05- São infinitas as frequências (cores) que compõem a luz policromática branca proveniente do
Sol e uma quantidade muito grande de frequências do espectro eletromagnético visível (veja tabela --- R- D.
06- 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
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 se aproximando da normal --- R- C.
08- a)
Como a luz incide perpendicularmente a uma das faces do cubo, ela não
sofre desvio (incidência normal)
Observe no gráfico que o cubo tem aresta a=(50 – 30).10-2=20.10-2m =2.10-1m e que a luz demora t=(2 – 1).10-9s=10-9s para atravessá-lo --- velocidade da luz no meio exterior ao cubo --- Ve=d/t=30.10-2/1.10-9 --- Ve=3.108m/s --- velocidade da luz no interior do cubo --- Vi=a/t=2.10-1/10-9 --- Vi=2.108m/s --- o meio mais refringente é o cubo, pois nele a luz tem menor velocidade --- ne/ni=Vi/Ve=2.108/3.108 --- ne/ni=1,5
b) Veja resolução (a) 0,2m ou 20cm
09- Para que o observador veja o ponto B, com o tanque completamente cheio de líquido, sob o mesmo raio visual que o ponto A, o raio de luz tem que sair de B, atingir Q onde sofre refração com ângulo de incidência i e de refração r até atingir o olho do observador, seguindo o caminho BQO.
Aplicar Pitágoras no triângulo APQ e achar AQ --- (AQ)2 = (AP)2 + (PQ)2 --- (AQ)2= L2 + (L/4)2 --- (AQ) =√17 . (L/4) Ainda no triângulo APQ achar sen r --- senr=(AP)(AQ) --- senr=L/√17 . L/4=4/√17 --- senr =4(√17)/17
Usar Snell-Descartes na refração do líquido para o ar no ponto Q --- --- nlíquido.seni=nar.senr --- n.sen45o = 1.4(√17)/17 --- n.√2/2=4√17/17 --- n=4√34/17
10- O
desvio (d) na refração corresponde ao ângulo entre o prolongamento
do raio incidente e o raio refratado --- observe na
figura que o desvio d vale --- d= i – r
--- aplicando a lei de Snell --- n1.seni
=n2.senr
--- 1.seni = n2.senr 
--- senr=seni/n2 --- essa expressão indica que n2 é inversamente proporcional a senr e consequentemente a r ---observe na figura que quanto maior for o ângulo de refração r, menor será o desvio d --- então, para que o raio de luz sofra menor desvio, ele deverá possuir maior ângulo de refração r o que ocorrerá quando o índice de refração n2 for o menor possível --- consultando a tabela, o menor índice de refração é o da água --- R- A
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 e ao anoitecer encontra-se acima de sua real posição, tomando-se como referência o horizonte. --- R- C
12- A resposta só pode estar entre as alternativas A, D ou C, pois D1 capta a luz emitida na vertical onde não sofre desvio (incidência normal), assim o indicador só pode estar na vertical. Quando se refrata do vidro (água) para o ar a luz sofre desvio, se afastando da normal, até atingir D2. A única alternativa que satisfaz é a C.
13- Aplicando a lei de Snell-Descartes na superfície de separação dos meios A e B --- nAsen7o =
nBsenr --- 1.0,12=1,2.senr --- senr=0,1 --- traçando o caminho percorrido pelo raio de luz --- todo raio de luz que incide no espelho passando
pelo foco principal F, sofre reflexão e emerge paralelamente ao eixo principal (ep) --- observe a figura abaixo onde estão colocados os valores fornecidos e a distância d pedida --- lembrando que, para ângulos pequenos (menores que
10o), no caso, i=7o e r<i, os valores do seno e da tangente são aproximadamente iguais então você pode fazer senr=tgr =0.1 --- no triângulo hachurado --- tgr=cateto oposto/cateto adjacente=d/3 ---0,1=d/3 --- d=0,3m=30cm --- R- E.
14- a) Aplicando a lei de Snell-Descartes na interface prisma-líquido --- np.seni=nlsenr --- 1,6.sen45o=nl.senr ---
senr=1,6.√2/2nl (I) --- no triângulo hachurado --- Pitágoras --- d2=42 + (√2)2=16 + 2 --- d=√18cm --- ainda no triângulo hachurado --- senr=4/√18 (II) --- (II) em (I) --- 1,6.√2/2nl=4/√18 --- 8n1 = 1,6.√2.√18 --- n1=1,6.√36/8=
9,6/8--- n1=1,2.
b) Observe nas figuras abaixo que o valor máximo fornecido pela escala graduada éy=x + √2=L.√2/2
+ √2 --- Y=12√2/2 + √2 --- y=7√2cm --- senr’=7√2/m=7√2/√[(7√2)2 + (√2)2] --- senr’=7√2/10 ---
aplicando Snell-Descartes--- np.sen45o=n.senr’ --- 1,6.√2/2=n.7.√2/10 --- n=1,12/0,98 --- n=1,14.
15- Observe a figura abaixo onde foi traçada a normal N e localizados os respectivos ângulos---
ângulo de incidência, i=60o--- ângulo de refração, r=30o --- ri, raio incidente e rr, raio refratado --- aplicando a lei de Snell-Descartes ---
nar.sen60o=n.sen30o --- 1. √3/2 = n.1/2--- n=√3 --- R- C.
16- O índice de refração é uma medida da capacidade que o meio possui de desviar a luz--- assim, quanto maior for este índice para um meio mais um raio de luz será desviado por ele. Por exemplo, a luz ao passar do ar para o olho atravessa por meios (córnea, os líquidos dentro do olho e o cristalino) cujo índice de refração é maior que o do ar, fazendo com que a luz seja bem desviada. ---quanto mais refringente um meio, maior é seu índice de refração e o índice de refração de qualquer meio é maior que o do vácuo (aproximadamente igual ao do ar e vale 1) --- portanto os índices de refração da córnea e da água são maiores que o do ar --- como, dentro da água ele enxerga a imagem desfocada, os
desvios produzidos na luz pelas mesmas são muito pequenos e próximos --- consequentemente ncórnea≈nágua>nar ---
R- D. --- Observação: pesquisando encontrei --- nar=1; ncórnea=1,38 e nágua=1,33.
17- Observe nas figuras A e B onde foram traçados raios de luz (em vermelho) que, quando eles se refratam do ar (menos refringente) para a água (mais refringente) eles se aproximam da normal (em amarelo) e apenas a figura A satisfaz, pois nela os raios de luz chegam aos olhos do vigia..
A figura C também não satisfaz, pois quando os raios de luz incidem perpendicularmente à superfície de separação eles se refratam sem sofrer desvio com a imagem da TV não atingindo os olhos do observador.
R- B