Uma feixe de luz de uma fonte de luz branca incide sobre a superfície da água a
. O índice de refração para a luz vermelha é de 1.333 a para luz violeta é 1.341. Qual é a separação em graus dessas duas cores depois de entrar na água?
Passo 1
Ok, vamos lá! A gente tem um feixe de luz branca que bate na superfície da água com um ângulo de
. A luz branca é composta por várias cores, e aqui estamos focando nas cores vermelha e violeta. Sabemos que a luz vermelha tem um índice de refração de 1.333 e a violeta de 1.341 na água. Nosso objetivo é descobrir qual é a separação angular entre essas duas cores depois que elas entram na água. Para resolver isso, vamos usar a Lei da Refração, também conhecida como Lei de Snell.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é índice de refração. O índice de refração (
) de um material indica o quanto a luz desacelera ao passar por ele. Quanto maior o índice, mais a luz é desviada. A Lei de Snell nos ajuda a relacionar os ângulos de incidência e refração com os índices de refração dos meios. A fórmula é:
Aqui,
é o índice de refração do ar (que é aproximadamente 1),
é o ângulo de incidência (45 graus),
é o índice de refração da água para cada cor, e
é o ângulo de refração que queremos encontrar.
Passo 3
Vamos calcular primeiro o ângulo de refração para a luz vermelha. Usando a fórmula da Lei de Snell:
Vamos isolar
:
Calculando
:
Agora, calculamos
:
Passo 4
Agora, vamos calcular o ângulo de refração para a luz violeta usando o mesmo método:
Isolando
:
Calculando
:
Passo 5
Agora que temos os ângulos de refração para ambas as cores, podemos encontrar a separação angular entre elas subtraindo um do outro:
Resposta
A separação entre as cores vermelha e violeta após entrarem na água é de aproximadamente
.
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; b)
c) 15
; d)
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, onde
é uma constante. Mostre que o rendimento de um ciclo de Carnot é o mesmo que para um gás que obedece a equação de estado de um gás ideal, ou seja
.
Aluno (a)
Enuncie com suas palavras a primeira lei da termodinâmica e a segunda lei da termodinâmica. Dê exemplos e comente o significado de cada uma delas.
Enuncie com suas palavras a primeira lei da termodinâmica e a segunda lei da termodinâmica. Dê exemplos e comente o significado de cada uma delas.