Um feixe de luz se propaga através de um bloco de vidro de índice de refração
. O bloco se move em relação a um referencial inercial (laboratório) com velocidade
, na mesma direção da propagação da luz. Qual a velocidade da luz no bloco medida pelo referencial no laboratório?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente encontrar a velocidade da luz dentro de um bloco de vidro quando esse bloco está se movendo na mesma direção que a luz. Estamos lidando com Óptica, mais especificamente com Índice de Refração e Movimento Relativo. Vamos precisar da fórmula que relaciona a velocidade da luz no meio (que depende do índice de refração) com a velocidade do bloco.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a velocidade da luz no vácuo é
. Quando a luz passa por um meio como o vidro, essa velocidade diminui e é dada por:
Aqui,
é o índice de refração do vidro.
Passo 3
Agora, o bloco de vidro está se movendo com uma velocidade
na mesma direção que a luz está viajando. Queremos saber qual é a velocidade da luz no vidro a partir do referencial do laboratório, que está vendo o bloco se movendo.
Passo 4
Para encontrar a velocidade da luz no referencial do laboratório, simplesmente somamos a velocidade da luz no vidro com a velocidade do bloco, já que ambas estão na mesma direção. Então temos:
Resposta
A velocidade da luz no bloco medida pelo referencial no laboratório é
.
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Uma lanterna hipotética emite um feixe de fótons bem colimado e é capaz de converter uma fração significativa de sua massa em luz. Se a lanterna começar em repouso com massa
e, em seguida, for ligada e puder mover-se livremente ao longo de uma linha reta, encontre sua massa de repouso
, com
sendo sua velocidade em relação ao seu referencial de repouso original.
Um trem de comprimento próprio
se move para a direita com velocidade
, enquanto um trem de comprimento próprio
se move para a esquerda com velocidade também
. Calcule o tempo para que um passe completamente pelo outro visto tanto pelo referencial
quanto por
.
Uma fonte de luz (referencial
) se move com velocidade
em relação a um referencial
. A fonte emite um feixe de luz na direção
em relação ao referencial
. Mostre que um observador em
verá esse feixe formar um ângulo
Se
, encontre o valor de
no ponto onde
.