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.
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).
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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