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(UFMG) Um estreito feixe de luz monocromática passa de um meio I para um meio II, cujos índices de refração absolutos são diferentes

05. (UFMG) Um estreito feixe de luz monocromática passa de um meio I para um meio II, cujos índices de refração absolutos são diferentes. O feixe atravessa o meio II, penetra em um meio idêntico a I e é refletido em um espelho plano. Estas figuras mostram opções de trajetórias para esse feixe de luz.

As figuras que representam trajetórias possíveis são:

  1. 1 e 2
  2. 1 e 3
  3. 2 e 5
  4. 3 e 4
  5. 4 e 5

Resposta: A

Resolução:

A resposta correta é a (A), (1) e (2).

A figura (1) representa a trajetória do feixe de luz quando ele passa de um meio de índice de refração maior para um meio de índice de refração menor. Nesse caso, o feixe sofre um desvio para cima.

A figura (2) representa a trajetória do feixe de luz quando ele passa de um meio de índice de refração menor para um meio de índice de refração maior. Nesse caso, o feixe sofre um desvio para baixo.

As figuras (3), (4) e (5) não representam trajetórias possíveis porque o feixe de luz não poderia passar da interface entre os meios II e I sem ser refletido.

Portanto, as únicas figuras que representam trajetórias possíveis são a (1) e a (2).

Aqui está uma explicação mais detalhada:

Figura (1)

O feixe de luz incide no meio II com um ângulo de incidência θ1. O índice de refração do meio II é menor do que o do meio I. Portanto, o ângulo de refração θ2 é maior do que θ1.

Como o feixe incide no meio II com um ângulo de incidência maior do que o ângulo limite de refração, ele sofre um desvio para cima.

Figura (2)

O feixe de luz incide no meio II com um ângulo de incidência θ1. O índice de refração do meio II é maior do que o do meio I. Portanto, o ângulo de refração θ2 é menor do que θ1.

Como o feixe incide no meio II com um ângulo de incidência menor do que o ângulo limite de refração, ele sofre um desvio para baixo.

Figuras (3), (4) e (5)

Nas figuras (3), (4) e (5), o feixe de luz incide no meio II com um ângulo de incidência θ1. O índice de refração do meio II é maior do que o do meio I. Portanto, o ângulo de refração θ2 é menor do que θ1.

Como o feixe incide no meio II com um ângulo de incidência menor do que o ângulo limite de refração, ele não poderia passar da interface entre os meios II e I sem ser refletido.