Um feixe cilíndrico de luz incide perpendicularmente na superfície plana de separação de dois meios transparentes e homogêneos opticamente diferentes. Pode-se afirmar que:
a) o feixe refrata-se, desviando-se fortemente.
b) o feixe não sofre refração.
c) o feixe não sofre reflexão.
d) ocorre reflexão, com a consequente alteração do módulo da velocidade de propagação.
e) ocorre refração, com a consequente alteração do módulo da velocidade de propagação.
a) o feixe refrata-se, desviando-se fortemente.
b) o feixe não sofre refração.
c) o feixe não sofre reflexão.
d) ocorre reflexão, com a consequente alteração do módulo da velocidade de propagação.
e) ocorre refração, com a consequente alteração do módulo da velocidade de propagação.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos um feixe de luz cilíndrico que cai perpendicularmente (ou seja, em um ângulo de 0 graus) na superfície que separa dois materiais transparentes e com propriedades óticas diferentes. O conteúdo aqui envolve refração e reflexão da luz. Para resolver isso, vamos precisar entender como a luz se comporta quando passa de um meio para outro e como a velocidade dela muda nesse processo.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre refração. Refração é o fenômeno que ocorre quando a luz passa de um meio para outro e muda de velocidade, o que geralmente faz com que a direção da luz mude. A lei da refração, conhecida como Lei de Snell, é dada por:
Onde:
- $ n_1 $ e $ n_2 $ são os índices de refração dos meios 1 e 2.
- $ \theta_1 $ é o ângulo de incidência.
- $ \theta_2 $ é o ângulo de refração.
Passo 3
Como o feixe está incidindo perpendicularmente na superfície, o ângulo de incidência $ \theta_1 $ é 0 graus. Nesse caso, $ \sin(0) = 0 $, então a equação de Snell fica:
Isso significa que, quando a luz incide perpendicularmente, ela não se desvia; ou seja, não sofre refração.
Passo 4
Agora, vamos falar sobre reflexão. Reflexão é o retorno da luz ao meio original quando ela encontra a superfície de separação. Mesmo com incidência perpendicular, parte da luz será refletida. A quantidade de luz refletida depende dos índices de refração dos dois meios.
Passo 5
Além disso, quando a luz passa de um meio para outro com índice de refração diferente, a velocidade da luz muda. A velocidade da luz em um meio é dada por:
Onde:
- $ v $ é a velocidade da luz no meio.
- $ c $ é a velocidade da luz no vácuo.
- $ n $ é o índice de refração do meio.
Passo 6
Então, resumindo:
- A luz sofre reflexão mesmo com incidência perpendicular.
- A luz também é transmitida (refração), mas sem desvio de direção.
- A velocidade da luz muda ao entrar no segundo meio.
Resposta
A opção correta é:
e) ocorre refração, com a consequente alteração do módulo da velocidade de propagação.