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PUC – Campinas 2024 – Questão 31

Um raio de luz monocromática se propaga com velocidade $$v_{1}$$ em um meio 1 e incide na superfície que separa esse meio de outro meio 2, segundo um ângulo de incidência θ. Esse raio de luz emerge no meio 2, formando um ângulo δ com a reta normal à superfície de separação dos dois meios, e passa a se propagar no meio 2 com velocidade $$v_{2}$$. A figura descreve essa situação.




Sendo $$n_{1}$$ o índice de refração absoluto do meio 1, $$n_{2}$$ o índice de refração absoluto do meio 2 e θ > δ, pode-se afirmar que:

(A) $$n_{1} < n_{2}$$ e $$v_{1} < v_{2}$$
(B) $$n_{1} < n_{2}$$ e $$v_{1} = v_{2}$$
(C) $$n_{1} < n_{2}$$ e $$v_{1} > v_{2}$$
(D) $$n_{1} > n_{2}$$ e $$v_{1} = v_{2}$$
(E) $$n_{1} > n_{2}$$ e $$v_{1} > v_{2}$$



Solução:

Segundo a lei de Snell

$$n_{1}\cdot sen (\theta) = n_{2}\cdot sen (\delta)$$

Como θ > δ, temos que sen (θ) > sen (δ). Como o seno do ângulo de um meio e o índice de refração do mesmo meio são inversamente proporcionais, para que se mantenha a igualdade, $$n_{1} < n_{2}$$.

Sabemos também que o índice de refração do meio dividido pela velocidade da luz no mesmo meio é igual à velocidade da luz no vácuo, ou seja,

$$c = \frac{n}{v}$$

Como a velocidade da luz no vácuo é sempre a mesma, podemos dizer que

$$\frac{n_{1}}{v_{1}} = \frac{n_{2}}{v_{2}}$$

Como o índice de refração de um meio e a velocidade da luz no mesmo meio são inversamente proporcionais, para que se mantenha a igualdade, $$v_{1} > v_{2}$$.

Resposta: Letra C.

Tags: 2024, Índice de Refração, lei de snell, refração

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