Encontre a velocidade da luz na água e no vidro.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que pede para encontrar a velocidade da luz na água e no vidro. Esse problema entra no conteúdo de Óptica, especificamente sobre como a velocidade da luz muda quando ela passa de um meio para outro. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula que relaciona a velocidade da luz no vácuo com o índice de refração do material.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a velocidade da luz no vácuo é denotada por
e tem o valor de aproximadamente
metros por segundo.
Passo 3
Agora, a velocidade da luz em um meio material, como água ou vidro, é menor que no vácuo. Isso acontece porque a luz interage com as partículas do material, fazendo sua propagação ser mais lenta. A relação entre a velocidade da luz no vácuo e no meio material é dada por:
onde:
-
é a velocidade da luz no meio, -
é a velocidade da luz no vácuo, -
é o índice de refração do meio.
Passo 4
Vamos precisar dos índices de refração para água e vidro. Geralmente, eles são aproximadamente:
- Água:
- Vidro:
(vale lembrar que o índice pode variar um pouco dependendo do tipo de vidro)
Passo 5
Agora, vamos calcular a velocidade da luz na água usando a fórmula:
Passo 6
Em seguida, calculamos a velocidade da luz no vidro:
Resposta
A velocidade da luz na água é aproximadamente
e no vidro é
.
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