Ficha nº7

 

Refração da luz

1. Comenta a seguinte afirmação: «Um objeto de cor preta reflete luz preta».

2. Considera os seguintes esquemas, que representam a refração de um raio luminoso que muda de meio de propagação, em duas situações diferentes.

2.1. De entre os meios A e B, indica:

2.1.1. o mais refrangente;

2.1.2. em qual a luz se propaga com maior velocidade.

2.2. De entre os meios C e D, indica aquele:

2.2.1. que é mais refrangente;

2.2.2. no qual a luz se propaga com maior velocidade.

2.3. De entre as opções seguintes, seleciona aquela que pode designar corretamente a constituição dos meios A, B, C e D.

(1) A - Água; B - Ar; C - Vidro; D - Vácuo.

(2) A - Ar; B - Agua; C - Vidro; D - Vácuo.

(3) A - Ar; B - Água; C - Vácuo; D - Vidro.

(4) A - Água; B -Ar; C - Vácuo; D - Vidro.

3. A figura mostra um raio de luz que incide na superfície de separação entre o vidro e o ar, vindo do vidro.

Sabendo que o índice de refração do vidro é superior ao do ar e que, para estes meios, o ângulo crítico de refração é de 42°, identifica a situação que ilustra corretamente o sucedido.

4. Quando a luz passa de um meio transparente para outro, isto é, quando se refrata, a velocidade da luz altera-se e, em geral, altera-se também a sua direção de propagação.

4.1 Seleciona a única figura que corresponde a uma representação da refração da luz.

4.2 Completa a frase seguinte escrevendo nos espaços em branco as designações corretas.

Quando a luz passa para um meio onde a sua velocidade é ______ desvia-se de modo a fazer com a normal à superfície de separação um ângulo _______ , ou seja, afasta-se da normal.

4.3 Seleciona a única representação geométrica correta da passagem da luz do ar para o vidro.

4.4 Sabendo que a velocidade da luz é menor no vidro do que na água, e menor nesta do que no ar, indica, justificando, em qual das situações ocorre maior desvio da luz:

A - Passagem da luz do vidro para a água

B - Passagem da luz do vidro para o ar

C - Passagem da luz da água para o ar

4.5 No texto inicial desta questão diz-se que, em geral, na refração a direção de propagação da luz altera-se.

Explica porque não se diz que a direção de propagação da luz se altera sempre.

5. Foi Isaac Newton quem pela primeira vez, de um modo cuidadoso, fez incidir luz branca num prisma de vidro, decompondo-a em luz de diversas cores, ou seja, de diferentes frequências. Observa a figura abaixo, que representa a passagem da luz solar do ar para o vidro.

a. Que nome se dá ao fenómeno representado? Porque ocorre?

b. Dá um exemplo deste fenómeno na natureza.

c. Qual é a luz monocromática que se desvia mais ao passar do ar para o vidro: a de menor frequência ou a de maior frequência?

d. A luz que se desvia mais, ao passar para o vidro, é a que tem menor velocidade de propagação no vidro. Compara as velocidades de propagação da luz violeta e da luz vermelha no vidro.

e. Se a luz incidente no vidro fosse a luz de um laser, observar-se-ia o fenómeno representado na figura? Justifica.

6. Considera os índices de refração (n) de três materiais diferentes:

Ar   → n = 1,0    Água  → n= 1,3   Vidro  → n = 1,5

6.1. Identifica o meio que provoca uma refração mais acentuada.

6.2. Considera os esquemas A e B seguidamente representados.

a) Traça, em cada um deles, o comportamento de um raio de luz que, vindo da água, incida na superfície de separação dos dois meios fazendo um ângulo de 400 com a normal à superfície de separação.

b) Identifica as condições para as quais seria possível a ocorrência de um fenómeno de reflexão total entre estes meios transparentes.

6.3. Identifica, justificando, em qual dos meios um feixe de raios de luz se propagará com menor velocidade.

7. O Bruno adora pescar nos tempos livres. Recentemente aprendeu nas aulas de Físico-Química que o facto de ver os peixes ou outros corpos mais próximos da superfície do que realmente estão está relacionado com um dos fenómenos de propagação da luz.

7.1. Qual é o fenómeno a que se refere o texto?

7.2. Na seguinte figura podes ver a posição real dos peixes e de um polvo.

Determina, na figura, a posição da imagem do polvo que é vista pelo Bruno.

7.3. O que acontece aos raios luminosos quando passam da água para o ar? Justifica.

7.4. A imagem do Bruno que é vista pelo polvo encontra-se mais próxima ou mais afastada da superfície da água? Justifica.

8. Observa a figura.

a. Que fenómeno ótico está ilustrado?

b. Identifica os raios 1 e 2.

c. O ângulo de incidência e o ângulo de refração são, respetivamente (assinala a opção correta):

A. 30º e 41°

B. 30º e 49º

C. 60º e 41°

D. 60º e 49º

d. O trajeto dos raios luminosos indica que a velocidade de propagação da luz (seleciona a opção correta):

A. ... é maior na água do que no ar.

B. ... é maior no ar do que na água.

C. ... é a mesma no ar e na água.

D. ... é independente do meio em que se propaga.

9. A figura mostra, um feixe de luz que se propaga no ar e encontra a superfície de separação do liquido contido numa tina. O esquema apresenta dois fenómenos óticos que ocorrem quando a luz encontra a superfície de separação.

9.1 Indica o nome dos dois fenómenos óticos que ocorrem.

9.2 Associa a cada letra da coluna 1 um número da coluna 2 de modo a fazeres corresponder cada designação à sua representação na figura B.

10. A cor de um objeto opaco depende (assinala a opção correta):

A. ... apenas do material que o reveste.

B. ... apenas da luz que nele incide.

C. ... da luz que nele incide e do material que o reveste.

D. ... da luz que nele incide, do material que o reveste e da sua forma.

11. Na figura podes ver um raio luminoso que se propaga no ar e incide na superfície de uma lâmina de faces paralelas de vidro.

11.1. Quando o raio luminoso passa do ar para o vidro, este aproxima-se ou afasta-se do normal? Justifica.

11.2. Quando o raio luminoso passa do vidro para o ar, este aproxima-se ou afasta-se do normal? Justifica.

11.3. Representa na figura:

11.3.1. o raio luminoso refratado na 1ª refração;

11.3.2. a reta normal à superfície de incidência no ponto onde ocorre a 2ª refração;

11.3.3. o raio luminoso refratado na 2ª refração.

11.4. Que relação existe entre a direção de propagação do raio refratado na 2ª refração e a direção de propagação do raio que incide inicialmente no vidro?

12. Uma piscina tem iluminação dentro de água. A figura mostra a luz a incidir na superfície de separação água-ar.

a. Qual dos raios, 1 ou 2, representa a direção do raio refratado?

b. Por que razão se desvia a luz?

c. Quando a onda de luz passa da água para o ar (seleciona a opção correta):

A. ... mantém a frequência mas diminui a intensidade.

B. ... mantém a frequência e a intensidade.

C. ... diminui a frequência e a intensidade.

D. ... diminui a frequência e mantém a intensidade.

13. A figura mostra um feixe de luz que, propagando-se na água de uma tina, encontra a superfície de separação água-ar.

13.1 Explica o que acontece quando a luz passa para o ar.

13.2 Se o ângulo de incidência aumentar, a partir de um certo valor deixa de haver passagem de luz da água para o ar.

13.2.1 Explica por que motivo deixa de haver refração.

13.2.2 Indica o nome do fenómeno que ocorre.

13.3 Explica por que motivo este fenómeno não ocorreria se a luz se propagasse no ar e encontrasse a superfície de separação ar-água.

 

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