Um raio de luz branca que estava se propagando em um material transparente incide em uma interface material-ar com um ângulo igual a
. Suponha que o índice de refração do material é
na extremidade vermelha da faixa da luz vísivel e
1,495 na extremidade azul. A luz refratada será?
a. não é possível saber somente com as informações fornecidas
b. avermelhada
c. não haverá luz refratada
d. branca
e. azulada
a. não é possível saber somente com as informações fornecidas
b. avermelhada
c. não haverá luz refratada
d. branca
e. azulada
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício fala sobre como a luz branca se comporta quando passa de um material transparente para o ar, especificamente olhando para diferentes cores dessa luz. A matéria que vamos usar aqui é Óptica, mais precisamente o estudo da refração da luz. Para resolver isso, precisamos entender como o índice de refração funciona para diferentes cores da luz.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é o índice de refração. Ele indica o quanto a luz diminui sua velocidade ao passar de um meio para outro. A fórmula que relaciona os ângulos de incidência e refração é a Lei de Snell, que é dada por:
Aqui,
é o índice de refração do primeiro material (no caso, o material transparente),
é o ângulo de incidência (41°),
é o índice de refração do segundo material (ar, que sabemos que é aproximadamente 1), e
é o ângulo de refração que queremos descobrir.
Passo 3
Vamos aplicar a Lei de Snell para as duas extremidades da luz visível: a vermelha e a azulada.
Para a luz vermelha:
Calculando:
Agora,
Para a luz azulada:
Calculando:
Agora,
Passo 4
Observamos que a luz azulada tem um ângulo de refração maior que a vermelha. Isso significa que a luz azul se desvia mais em relação à normal do que a vermelha ao passar para o ar. Como a luz branca é composta por várias cores, essa diferença de desvio faz com que elas se separem um pouco, mas ainda assim, a luz que sai é vista como tendo uma tonalidade mais azulada devido à maior refração dessa cor.
Resposta
A luz refratada será azulada. Portanto, a alternativa correta é a e. azulada.
Exercícios relacionados
Usadas nas leis de reflexão e refração, a direção normal é:
Escolha uma opção:
a. ao longo do raio incidente
b. perpendicular ao vetor campo elétrico da luz
c. perpendicular à interface
d. tangente à interface
e. qualquer direção conveniente
Escolha uma opção:
a. ao longo do raio incidente
b. perpendicular ao vetor campo elétrico da luz
c. perpendicular à interface
d. tangente à interface
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Escolha uma opção:
a.
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c.
d.
e.
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d.
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