EEAR 2022 (CFS 2) — questão 89 de Física

Enunciado em texto
Uma lâmina de faces paralelas pode ser definida como um meio transparente limitado por duas superfícies planas e paralelas. Supondo que uma lâmina de faces paralelas, perfeitamente lisa, esteja imersa no ar ( indíce de refração igual a 1) e que:
I. na primeira face incide um raio de luz monocromático (RI) que forma um ângulo de 60° com a normal (N); e
II. após refratar nessa superfície, o raio de luz refratado percorre o material e incide na segunda face formando um ângulo de 30° com a normal, conforme o desenho a seguir.
Qual o valor do índice de refração do material que constitui a lâmina?
[Figura: uma lâmina retangular (“material”) com “ar” acima e abaixo. O raio RI chega à face de cima formando 60° com a normal N (tracejada). Dentro da lâmina, o raio se aproxima da normal e chega à face de baixo formando 30° com a outra normal N. Ao sair, segue para baixo, paralelo ao raio incidente.]
a)
b)
c)
d)
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2022 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: o índice de refração da lâmina.
Passo 1 — o ângulo de refração na primeira face. As duas normais são paralelas (faces paralelas). Então o ângulo que o raio refratado faz com a primeira normal é o mesmo que ele faz com a segunda: 30°.
Passo 2 — lei de Snell na primeira face:
Conferindo: o raio se aproximou da normal ao entrar (de 60° para 30°), então o material é mais refringente que o ar: n tem de ser maior que 1. Só a (B) é maior que 1.
⚠️ A armadilha: escrever a lei de Snell com os senos trocados e achar , menor que 1, o que é impossível aqui. Ou marcar (alternativa D), que é só o seno de 60°.
A ideia em uma frase: n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂; e numa lâmina de faces paralelas, o ângulo dentro do material é o mesmo nas duas faces.
Resposta: alternativa B ().
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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