Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda. O estudo das propriedades óticas de um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado para o índice de refração em função do comprimento de onda ? da luz. Suponha a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 × 108 m/s. Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta. (UFPR 2011)
- A) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.
- B) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 × 10⁸ Hz.
- C) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência.
- D) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 × 10⁸ m/s.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Queremos a alternativa correta sobre a propagação da luz no vidro, usando o gráfico de índice de refração n em função do comprimento de onda e o valor c = 3,0 × 10^8 m/s no vácuo.
- Relembre a definição de índice de refração: n = c / v, em que v é a velocidade da luz no meio. Logo, v = c / n.
- Pela leitura do gráfico, para o comprimento de onda de 700 nm o índice de refração do vidro é n = 1,2.
- Calcule a velocidade: v = 3,0 × 10^8 / 1,2 = 2,5 × 10^8 m/s. Portanto, a alternativa D está correta.
- Por que as outras estão erradas. A: o gráfico mostra que n varia com o comprimento de onda na faixa de 450 nm a 550 nm, logo as velocidades não são iguais. B: a frequência não depende do meio, então f = c / λ = 3,0 × 10^8 / 600 × 10^-9 = 5,0 × 10^14 Hz, e não 3,6 × 10^8 Hz. C: o maior n corresponde ao menor comprimento de onda, que é o de maior frequência, e não ao de menor frequência.
💡 Dica: Analise o gráfico para relacionar índice de refração e comprimento de onda.
Alternativa por alternativa
Assume que, em uma faixa estreita de comprimentos de onda, o índice de refração praticamente não muda, e por isso conclui que as velocidades são iguais. Não observa que o gráfico mostra variação de n dentro desse intervalo.
Acredita que a frequência depende do meio e calcula v = c × n (3,0 × 10^8 × 1,2 = 3,6 × 10^8), usando essa grandeza no lugar da frequência. Confunde a relação de velocidade com a de frequência.
Inverte a relação entre índice de refração e frequência: acha que maior n significa menor frequência. Na verdade, maior n está associado a menor comprimento de onda e, portanto, a maior frequência.
CORRETA. Para λ = 700 nm, o índice de refração é aproximadamente 1,2, então a velocidade no vidro é v = c/n = 3,0 × 10⁸ m/s ÷ 1,2 = 2,5 × 10⁸ m/s, conforme afirmado.
Raio-X da questão
refração da luz em prismas
avaliacao
índice de refração da luz · velocidade da luz no meio
Estude índice de refração e dispersão da luz.
Confundir índice de refração com velocidade da luz ou interpretar incorretamente o gráfico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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