Quando a luz passa através de meios transparentes de densidades diferentes?

Ângulo limite é um ângulo no qual a luz não é capaz de ser transmitida através da interface entre dois meios transparentes com diferentes índices de refração. Publicado por: Rafael Helerbrock

(UNIFESP) Um raio de luz monocromático provém de um meio mais refringente e incide na superfície de separação com outro meio menos refringente. Sendo ambos os meios transparentes, pode-se afirmar que esse raio:

a) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre refração, mas pode não sofrer reflexão.

b) dependendo do ângulo de incidência, sempre sofre reflexão, mas pode não sofrer refração.

c) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer refração, nunca reflexão.

d) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode sofrer reflexão, nunca refração.

e) qualquer que seja o ângulo de incidência, sempre sofre refração e reflexão.

(UEL)A razão pela qual a luz pode seguir uma trajetória não retilínea na fibra óptica é consequência do fenômeno que ocorre quando há passagem de um raio de luz de um meio, de índice de refração maior, para outro meio, de índice de refração menor. Com base no texto e no seu conhecimento sobre o tema, assinale a alternativa que apresenta os conceitos ópticos necessários para o entendimento da propagação “não retilínea” da luz em fibras ópticas:

a) Difração e foco

b) Reflexão total e ângulo limite

c) Interferência e difração

d) Polarização e plano focal

e) Imagem virtual e foco

Em dias de muito calor, na estrada, temos a impressão de que ela apresenta-se molhada em decorrência do fenômeno de:

a) reflexão total, pois a camada de ar e o leito da estrada, estando mais quentes que as camadas superiores, apresentam índice de refração maior.

b) reflexão total, pois a camada de ar e o leito da estrada, estando mais quentes que as camadas superiores, apresentam índice de refração menor.

c) reflexão total, pois a camada de ar e o leito da estrada, estando mais quentes que as camadas superiores, tornam-se mais densos.

d) refração total, pois a camada de ar e o leito da estrada, estando mais quentes que as camadas superiores, tornam-se mais refringentes.

e) refração total, pois a camada de ar e o leito da estrada, estando mais quentes que as camadas superiores, tornam-se menos refringentes.

A razão pela qual podemos esperar que uma pedra de diamante lapidada seja mais brilhante que uma pedra de vidro cortada decorre do fato de que:

a) os diamantes conseguem difratar os raios de luz incidentes melhor que o vidro.

b) o índice de refração do vidro é maior que o do diamante.

c) o índice de refração do diamante é maior que o do vidro.

d) o diamante é mais transparente que o vidro.

e) o diamante é translúcido, enquanto o vidro é transparente

respostas

Letra B

O raio de luz sempre sofrerá refração ao ser transmitido através de dois meios transparentes com diferentes índices de refração. No entanto, para que ocorra a reflexão interna total, o ângulo de incidência da luz deve ser menor que o ângulo limite.

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Letra B

As fibras ópticas funcionam de acordo com a reflexão interna total da luz dentro de um meio refringente. O alto índice de refração da fibra óptica permite que a luz seja completamente refletida em seu interior.

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Letra B

Com o aquecimento da pista, o ar quente tende a subir em decorrência do empuxo atmosférico, enquanto o ar frio desce. Como o índice de refração do ar quente é menor que o do ar frio, a luz que é refletida pelo asfalto e transmitida através do ar frio é totalmente refletida pela massa de ar aquecida.

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Letra C

O grande índice de refração dos diamantes permite que eles reflitam a luz com maior facilidade que o vidro, uma vez que os ângulos limites para os quais ocorre a reflexão total da luz em seu interior são maiores.

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Leia o artigo relacionado a este exercício e esclareça suas dúvidas

Esta atividade experimental é considerada de baixo custo e tem por objetivo principal responder, com a ajuda de um experimento, duas simples perguntas que estão diretamente relacionadas à luz.

A primeira pergunta é: a luz se propaga em linha reta? De acordo com os princípios da Óptica Geométrica, quando consideramos um meio homogêneo e transparente, a resposta para a pergunta acima é sim. Mas e se o meio de propagação da luz não for um meio homogêneo, ou seja, se o meio apresentar densidade diferente, será que a luz poderia fazer curva?

A segunda pergunta é: como acontece o fenômeno da miragem? Através desta atividade experimental tentaremos ilustrar esse fenômeno. Sendo assim, aproveitando o experimento explicaremos como acontece o efeito miragem, que, por sinal, é muito comum em ambiente bastante quente ou muito frio.

Para a realização dessa atividade, necessitaremos dos seguintes materiais:

- um recipiente quadrado de vidro (pode ser um aquário)
- açúcar
- um laser vermelho (pode ser adquirido em feira de importados)
- ambiente escurecido

Demonstrando a atividade

Primeiramente você deve criar o meio heterogêneo: para isso, basta adicionar todo o açúcar, uniformemente, sobre a superfície do líquido. Após a distribuição uniforme do açúcar é necessário deixar o recipiente descansar (sem movimento) durante um período de 24h.

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Após esse período, o líquido do recipiente apresentará uma tonalidade diferente. Essa tonalidade diferente ocorre pelo fato de o líquido ter se tornado heterogêneo, ou seja, a água apresentará pontos com diferentes densidades.

Em um segundo momento, com a ajuda do laser, veremos o comportamento da luz quando esta atravessa o meio heterogêneo. Sendo assim, quando a luz atingir pontos onde a homogeneidade não estiver ocorrendo, a luz sofrerá diversas refrações ocasionando, então, um desvio da luz, fazendo a curva e, consequentemente, poderá ser constatada certa reflexão (considerada reflexão total). Essa é a base da explicação para o efeito miragem.

Após escurecer o ambiente, faça com que a luz do laser incida sobre a superfície do líquido. Assim, veremos um feixe retilíneo de luz: isso comprova que naquele ponto o líquido apresenta-se homogêneo. Em seguida, comece a baixar o feixe de luz lentamente. Conforme ele vai abaixando, perceberemos que o meio vai se tornando heterogêneo pelo fato de o feixe de luz começar a se curvar.

O laser faz curva por estar atingindo regiões de densidades diferentes, causando, portanto, o fenômeno denominado refração. Em um determinado ponto poderá ser percebida a reflexão total do feixe luz, que é o que acontece com o efeito miragem.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física

Quando a luz passa através de meios transparentes de densidades diferentes o quociente da velocidade dos dois diferentes meios é conhecido como?

Quando a luz passa de um meio transparente para outro com um índice de refração diferente parte da luz é absorvida na interface?

O que ocorre quando a luz passa de um meio menos denso para um meio mais denso em relação a sua velocidade?

O que acontece quando a luz passa de um meio para o outro?