Exercícios Resolvidos de Lei da Refração

Origem do Exercício

Considere as seguintes afirmações sobre a passagem de um raio luminoso do vácuo para um meio transparente, homogêneo e linear:

  1. A velocidade do raio luminoso permanece inalterada
  2. A frequência do raio luminoso permanece inalterada
  3. O comprimento de onda do raio luminoso aumenta.

Determine o item CORRETO.

  1. Apenas I e I I estão corretas.
  2. Apenas I I está correta.
  3. Todas estão corretas.
  4. Nenhuma está correta.
  5. Apenas I e I I I estão corretas.
  6. Apenas I I I está correta.

Passo 1

Só pra lembrar: “passagem de um raio luminoso do vácuo para um meio transparente, homogêneo e linear

Agora sim, vamos ver cada afirmação.

I – a velocidade do raio luminoso permanece inalterada.

Isso é falso. Qualquer meio tem um índice de refração e por isso uma velocidade da luz característica nele.

Logo, a não ser que esse meio fosse vácuo, a afirmação é falsa.

(Ela é geral demais pra que o fato de existir algum meio – o vácuo – faça ela ser verdadeira).

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

I I – A frequência do raio luminoso permanece inalterada

Essa afirmação é verdadeira.

A frequência da luz é, de certa forma, o número de frentes de onda que passam por um certo ponto em um dado tempo.

Se a frequência não fosse igual na passagem do vácuo pra um outro meio, teriam frentes de onda se acumulando na interface entre os dois, o que simplesmente não acontece (a não ser que conseguíssemos fazer água ficar eletricamente carregada usando luz. É, não acontece).

Por outro lado, se a frequência no segundo meio fosse maior, então estaria surgindo frente de onda do nada.

De qualquer forma, não acontece. A frequência de um certo raio luminoso, na passagem de um meio pra qualquer outro, é sempre a mesma.

Passo 3

I I I - O comprimento de onda do raio luminoso aumenta.

A velocidade da luz que se propaga em um meio qualquer é sempre menor do que a velocidade da luz no vácuo.

A velocidade de uma onda é dada por:

λ f = v

Como falamos antes, a frequência no vácuo e no meio são iguais. Logo:

c λ 0 = v λ

Se v < c , pra essa igualdade continuar, é necessário que λ < λ 0 . Então o comprimento de onda do raio luminoso diminui.

A afirmação I I I é falsa.

A resposta final é que apenas a I I está correta, letra (b).

Resposta

Letra b)

Apenas I I está correta.

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