Exercícios sobre ângulo limite e reflexão total

Questão:

01. (UFRJ) A figura mostra uma estrela localizada no ponto O, emitindo um raio de luz que se propaga até a Terra. Ao atingir a atmosfera, o raio desvia-se da trajetória retilínea original, fazendo com que um observador na Terra veja a imagem da estrela na posição I. O desvio do raio de luz deve-se ao fato de o índice de refração absoluto da atmosfera variar com a altitude.



Explique por que o desvio ocorre do modo indicado na figura, respondendo se o índice de refração absoluto cresce ou diminui à medida que a altitude aumenta. (Na figura a espessura da atmosfera e o desvio do raio foram grandemente exagerados para mostrar com clareza o fenômeno.)

Testes:


02. (PUC) A figura abaixo mostra um raio de luz monocromática que incide na superfície de separação de dois meios homogêneos e transparentes A e B, vindo do meio A. Nessas condições o raio de luz emerge rasante à superfície. Chamando de nA e nB os índices de refração absolutos dos meios A e B, respectivamente, e de L o ângulo limite, então:

      a) n_A = n_B e a = L

      b) n_A > n_B e a = L

      c) n_A < n_B e a > L

      d) n_A < n_B e a = L

      e) n_A < n_B e a < L   

03. (ODONTO - ARARAS) Os índices de refração absolutos relacionados a seguir, para uma radiação monocromática amarela.

Meio Óptico Índice de Refração Absoluto
gelo 1,31
água 1,33
vidro 1,50
diamante 2,40


Em relação aos meios citados, certamente ocorrerá o fenômeno da reflexão total, com maior facilidade para o dioptro constituído por:

a) gelo - água

b) vidro - água

c) diamante - água

d) vidro - gelo

e) diamante - vidro

04. (ITA) Uma gaivota pousada na superfície da água, cujo índice de refração em relação ao ar é n = 1,3, observa um peixe que está exatamente abaixo dela, a uma profundidade de 1,0m. Que distância, em linha reta, deverá nadar o peixinho para sair do campo visual da gaivota?

a) 0,84m

b) 1,2m

c) 1,6m

d) 1,4m

e) O peixinho não conseguirá fugir do campo de visão da gaivota.





05. Uma fonte de luz situada a 0,50m abaixo do nível da água (índice de refração absoluto 4/3) determina a superfície de um disco brilhante de raio aproximadamente igual a:



a) 0,20m

b) 0,30m

c) 0,57m

d) 0,80m

e) 1,00m


06. (UECE) As fibras ópticas, de grande uso diagnóstico em Medicina (exame do interior do estômago e outras cavidades), devem sua importância ao fato de que nelas a luz se propaga sem "escapar" do seu interior, não obstante serem feitas de material transparente. A explicação para o fenômeno reside na ocorrência, no interior das fibras, de:

a) reflexão total da luz;

b) dupla refração da luz;

c) polarização da luz;

d) difração da luz;

e) interferência da luz.





07. (FUND. UNIV. ITAÚNA) A figura mostra um raio de luz passando de um meio 1 (água) para um meio 2 (ar), proveniente de uma lâmpada colocada no fundo de uma piscina. Os índices de refração absolutos do ar e da água valem, respectivamente, 1,0 e 1,3.





Dados: sen 48° = 0,74 e sen 52° = 0,79



Sobre o raio de luz, pode-se afirmar que, ao atingir o ponto A:

a) sofrerá refração, passando ao meio 2;

b) sofrerá reflexão, passando ao meio 2;

c) sofrerá reflexão, voltando a se propagar no meio 1;

d) sofrerá refração, voltando a se propagar no meio 1;

e) passará para o meio 2 (ar), sem sofrer desvio.



08.



Analise as afirmações:



I. O índice de refração absoluto do ar é crescente da região atmosférica (1) para a região atmosférica (2);

II. No ponto B o raio luminoso sofre uma reflexão;

III. No ponto C o raio luminoso sofre uma reflexão;

IV. No ponto D o raio luminoso sofre uma refração.



Quais são corretas?



a) Apenas II e IV

b) Apenas I e II

c) Apenas I e IV

d) Apenas II e III

e) Apenas III e IV





09. (UEPB) Ao viajar num dia quente por uma estrada asfaltada, é comum enxergarmos ao longe uma "poça d'água". Sabemos que em dias de alta temperatura as camadas de ar, nas proximidades do solo, são mais quentes que as camadas superiores. Como explicamos essa miragem?



a) Devido ao aumento de temperatura a luz sofre dispersão.

b) A densidade e o índice de refração absoluto diminuem com o aumento da temperatura. Os raios rasantes incidentes do Sol alcançam o ângulo limite e há reflexão total.

c) Devido ao aumento de temperatura, ocorre refração com desvio.

d) Ocorre reflexão simples devido ao aumento da temperatura.

e) Devido ao aumento de temperatura, a densidade e o índice de refração absoluto aumentam. Os raios rasantes incidentes do Sol alcançam o ângulo limite e sofrem reflexão total.



Resolução:

01 - O índice de refração absoluto diminui com o aumento da altitude e, portanto, o raio de luz aproxima-se cada vez mais da normal.

02 - B
03 - C

04 - E
05 - C
06 - A 

07 - C
08 - E
09 - B

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