Em um experimento, um feixe propaga-se dentro de um bloco de vidro (n = 1,50) em direção à interface com o ar…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um experimento, um feixe propaga-se dentro de um bloco de vidro (n = 1,50) em direção à interface com o ar (n = 1,00). Determine o ângulo crítico para ocorrência de reflexão total interna e analise se um raio com ângulo de incidência de 48° (medido dentro do vidro, em relação à normal) sofrerá reflexão total. Explique os cálculos e o comportamento do feixe.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O ângulo crítico ?c ocorre quando o ângulo refratado é 90°; pela lei de Snell: n1·sin?c = n2·sin90° ? sin?c = n2/n1. Com n1 = 1,50 (vidro) e n2 = 1,00 (ar): sin?c = 1,00/1,50 = 0,6667, portanto ?c = arcsin(0,6667) ˜ 41,8°. Como o ângulo de incidência dado é 48°, que é maior que ?c (48° > 41,8°), ocorre reflexão total interna: não há raio refratado no ar e todo o feixe é refletido de volta para o interior do vidro, obedecendo à lei da reflexão (ângulo de reflexão = 48°).
Explicação
O cálculo do ângulo crítico é feito utilizando a relação entre os índices de refração, onde o ângulo crítico é encontrado quando o raio refratado atinge 90°. Como o ângulo de incidência de 48° é maior que o ângulo crítico de 41,8°, isso resulta em reflexão total interna, impedindo a passagem do feixe para o ar. Assim, todo o feixe é refletido de volta para o vidro, seguindo a lei da reflexão.
Raio-X da questão
reflexão total interna
avaliacao
lei de Snell · refração da luz
Revisar a lei de Snell e o conceito de ângulo crítico.
O aluno pode confundir o ângulo crítico com o ângulo de incidência, não aplicando corretamente a lei de Snell para determinar a condição de reflexão total interna.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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