sexta-feira, 16 de março de 2012

2ª ANO DO ENSINO MÉDIO 2012 -LISTA DE EXERCÍCIOS – REFRAÇÃO

                                                    2ª ANO DO ENSINO MÉDIO - 2012
Prof. Marcelo Franco Moura

LISTA DE EXERCÍCIOS – REFRAÇÃO

1)    Se o índice de refração de uma substância X em relação a outra Y é 0,5 e o índice de refração absoluto de Y é 1,8, qual é o índice de refração absoluto de X?

2)    Para a radiação amarela da lâmpada de sódio, num determinado meio óptico, A, a velocidade da luz é 20% menor que a velocidade da luz no vácuo, enquanto em outro meio, B, a velocidade da luz é 2/3 da velocidade da luz no vácuo. Determine, para essa radiação:

a)    o índice de refração absoluto do meio A;
b)    o índice de refração absoluto do meio B;
c)    o índice de refração do meio B em relação ao meio A.

3)    A figura representa um raio de luz monocromática refratando-se do meio A para o meio B.


Determi­ne o índice de refração do meio B em relação ao meio A.

4)    Um raio de luz proveniente do vácuo incide sobre a superfície de um bloco homogêneo de material transparente formando um ângulo de 60º com a normal à superfície. Supondo o índice de refração absoluto do material de que é feito o bloco igual a , determine o ângulo formado entre o raio refratado e o raio refletido.

5)    Um tanque, cuja forma é um cilindro circular reto, de altura igual a  cm, encontra-se completamente cheio de um líquido em repouso, com índice de refração igual a .








A uma altura h da superfície do líquido, sobre o eixo que passa pelo centro da base, encontra-se uma fonte lumi­nosa pontual F que emite um feixe cônico, de abertura angular 90º, na direção do líquido, conforme indicado na figura. Considere h a altura mínima para que:

·         a região iluminada na superfície livre do líquido tenha raio de 40 cm;
·         o fundo do tanque fique completamente iluminado.

Determine:

a)    o valor de h.
b)    o raio R da base do cilindro.

6)    A figura representa o corte transversal de um tanque. Quando o mesmo está vazio, o observador O, no ar (nar = 1), visa o ponto A. Suponha agora o tan­que completamente cheio de um líquido de índice de re­fração n.
O valor mínimo de n que faz o observador ver o ponto B sob o mesmo raio visual.


7)    Um tanque de paredes opacas, base qua­drada e altura h = 7 m, contém um líquido até a altura y = 4 m. O tanque é iluminado obliquamente, como na figura. Observa-se uma sombra de comprimento a = 4 m na superfície do líquido e uma sombra de comprimento b = 7 m no fundo do tanque.

a)    Calcule o seno do ângulo de incidência a (medi­do em relação à normal à superfície do líquido).
b)    Supondo que o índice de refração do ar seja 1, cal­cule o índice de refração do líquido.

8)    Um tanque de paredes opacas, base qua­drada e altura h = 7 m, contém um líquido até a altura y = 4 m. O tanque é iluminado obliquamente, como na figura. Observa-se uma sombra de comprimento a = 4 m na superfície do líquido e uma sombra de comprimento b = 7 m no fundo do tanque.

a)    Calcule o seno do ângulo de incidência a (medi­do em relação à normal à superfície do líquido).
b)    Supondo que o índice de refração do ar seja 1, cal­cule o índice de refração do líquido.


9)    Uma pessoa escondeu um objeto roubado (su­ponha que este objeto seja pontual) no fundo de um lago raso, com 23 cm de profundidade. Para esconder o obje­to, a pessoa pôs na superfície da água, conforme figura abaixo, um disco de raio R.


 Calcule, em centímetros, o raio mínimo R para que o ob­jeto não seja visto por qualquer observador fora do lago. Tome o índice de refração da água do lago, em relação ao ar, como  e suponha a superfície do ago perfeitamente plana.

10) Uma lâmpada acesa é colocada no fundo de um lago de 2,0 m de profundidade. Você tem à sua disposi­ção discos de madeira com diâmetros que são múltiplos inteiros de 1 m. Qual o diâmetro do menor disco que você poderia colocar na superfície da água, exatamente acima da lâmpada, de forma a não permitir a saída de sua luz para o ar?
(Dados:  @ 2,64 e nágua = 4/3)




11) No fundo de um recipiente cilíndrico está uma fonte luminosa pontual F. O líquido, que ocupa 


  
Determine o diâmetro da região circular através da qual a luz emitida pela fonte emerge no ar.


12) A figura mostra uma lâmpada, L, colocada no fundo de um tanque e um raio luminoso que parte da mesma para o ar (veja dados na figura).
Sabe-se que a velocidade da luz no ar é 3.108 m/s. Pede-se:

a)    o ângulo q (deixe indicado);
b)    a velocidade do raio luminoso dentro da água;
c)    responda o que é reflexão total e se ela pode ocorrer do meio 2 (ar) para o meio 1 (água).



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