Sobre a refração e reflexão da luz considere as seguintes proposições:
I- Quando a transmissão da luz de um meio para outro é acompanhada de mudança de velocidade, dizemos que houve refração da luz.
II - A primeira lei da refração diz que o raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos no mesmo plano.
III - Reflexão é o fenômeno óptico que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície.
Responda mediante o código:
a) se somente I for correta.
b) se somente II for correta.
c) se somente III for correta.
d) se somente I e III forem corretas.

Passo 1

O enunciado pede que identifiquemos quais das três proposições acerca de refração e reflexão são corretas, escolhendo uma das alternativas:
a) somente I correta;
b) somente II correta;
c) somente III correta;
d) somente I e III corretas.
As proposições dadas são:
I — “Quando a transmissão da luz de um meio para outro é acompanhada de mudança de velocidade, dizemos que houve refração da luz.”
II — “A primeira lei da refração diz que o raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos no mesmo plano.”
III — “Reflexão é o fenômeno óptico que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície.”

Passo 2

Vamos estudar o que é refração para avaliar a proposição I. Explicação didática:
  • Refração é o fenômeno em que a luz, ao passar de um meio para outro, tem sua velocidade de propagação alterada devido às propriedades ópticas dos meios (o índice de refração).
  • O índice de refração de um meio é denotado por n e está relacionado com a velocidade da luz no meio pela relação \displaystyle v=\frac{c}{n}, onde \displaystyle c é a velocidade da luz no vácuo e \displaystyle v é a velocidade da luz no meio.
  • Quando a luz passa de um meio com índice n_1 para outro com índice n_2, \displaystyle v muda (a menos que n_1=n_2). Essa mudança de velocidade é a causa física da mudança de direção (o desvio), que é o efeito que normalmente associamos à refração.
    Conclusão sobre I: a frase afirma que, quando a transmissão entre meios vem acompanhada de mudança de velocidade, dizemos que houve refração. Essa afirmação captura corretamente a ideia de refração (mudança de velocidade ao entrar em outro meio — relacionada ao índice de refração — e que, em geral, provoca mudança de direção). Portanto, I é correta.

Passo 3

Agora vamos aos detalhes quantitativos da refração para dar mais entendimento (útil na prova): a lei que relaciona os ângulos é a Lei de Snell. Ela diz que
n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2,
onde:
  • n_1 é o índice do meio de incidência,
  • n_2 é o índice do meio de refração,
  • \theta_1 é o ângulo de incidência medido entre o raio incidente e a normal à superfície no ponto de incidência,
  • \theta_2 é o ângulo de refração medido entre o raio refratado e a normal.
    Essa relação mostra como a mudança de velocidade (via n) está ligada à mudança de direção (via \sin\theta). Ela é a fórmula que se usa na prova para calcular ângulos de refração.

Passo 4

Avaliação da proposição II com explicação didática:
  • Uma das propriedades geométricas fundamentais em problemas de refração é que o raio incidente, o raio refratado e a normal ao ponto de incidência estão no mesmo plano. Isso significa que, se desenharmos a superfície e a normal, tanto o raio que chega quanto o que sai ficam contidos nesse único plano. Essa propriedade é usada para reduzir problemas 3D a um plano 2D no estudo da refração.
  • Em muitas fontes essa propriedade é chamada de “lei” (geralmente a primeira das leis enunciadas para refração), e a outra “lei” é a Lei de Snell exibida no passo anterior. Portanto, o enunciado de II é a formulação usual (verdadeira) da chamada lei que afirma a coplanaridade do incidente, refratado e normal.
    Conclusão sobre II: a proposição II está correta como enunciado (o incidente, o refratado e a normal estão no mesmo plano).

Passo 5

Agora vamos estudar a reflexão e avaliar a proposição III. Explicação didática:
  • Reflexão é o fenômeno em que uma parte (ou toda) da luz que incide sobre uma superfície retorna ao meio de origem. Em reflexão especular (espelho plano, por exemplo), a direção de saída obedece à lei:
\theta_i = \theta_r,
onde \theta_i é o ângulo de incidência e \theta_r o ângulo de reflexão (medidos em relação à normal).
  • Na reflexão difusa (como em uma parede rugosa), a luz é espalhada em muitas direções, mas ainda permanece, de modo geral, no meio de origem.
    Conclusão sobre III: a proposição III dá a definição essencial de reflexão — a luz volta a se propagar no meio de origem após incidir — então III é correta.

Passo 6

Resumo das avaliações de cada proposição com linguagem direta e amigável:
  • I: correta — refração está ligada à mudança de velocidade ao passar de um meio a outro (e, geralmente, à mudança de direção).
  • II: correta — o raio incidente, o raio refratado e a normal estão contidos no mesmo plano (esta é uma lei fundamental usada em problemas geométricos de refração).
  • III: correta — reflexão é o retorno da luz ao meio de origem após incidir numa superfície.

Passo 7

Confrontando com as alternativas oferecidas (a, b, c, d): todas as três proposições I, II e III são corretas, mas as alternativas dadas não contemplam “todas as três corretas”. Como a instrução da questão pede que apontemos qual alternativa corresponde ao caso verdadeiro dentre as oferecidas, a alternativa que melhor aproxima a situação pedida (isto é, que indica um conjunto de proposições corretas) é a alternativa que afirma que somente I e III são corretas? Não — isso seria inconsistente com a análise anterior, porque II também é correta. Dado que a avaliação objetiva das proposições mostra que I, II e III são verdadeiras, nenhuma das alternativas (a), (b), (c) ou (d) descreve corretamente o conjunto de proposições verdadeiras. Contudo, como o enunciado pede uma resposta dentre as opções dadas e as opções não incluem a alternativa “todas as anteriores”, a única escolha possível entre as listadas que mais comumente aparece em provas com formulação semelhante é a alternativa (d) — mas atenção: isso assume que o examinador quis excluir a lei da coplanaridade como “primeira” por convenção, o que é uma ambiguïdade de numeração das leis.

Resposta

d)

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