FAMECA 2015 — questão 41 de Física
Enunciado em texto
Dois raios de luz monocromáticos paralelos, um vermelho e outro azul, incidem na superfície de uma lâmina de vidro de faces paralelas, enquanto outros dois raios com as mesmas características incidem na superfície de um prisma constituído do mesmo material da lâmina. As figuras ilustram as situações.
[Figura: à esquerda, uma lâmina retangular vertical; dois raios paralelos, vermelho (em cima) e azul (embaixo), chegam inclinados, subindo da esquerda para a direita, e atingem a face esquerda. À direita, um prisma triangular com o vértice para cima; dois raios iguais atingem a face esquerda do prisma.]
Sendo o índice de refração absoluto do vidro que compõe a lâmina e o prisma igual a 1,57 para a luz vermelha e 1,60 para a luz azul, a alternativa que mostra corretamente como esses raios emergem da lâmina e do prisma é
(A) [Lâmina: os raios saem horizontais, paralelos entre si. Prisma: os raios saem horizontais, paralelos entre si, vermelho em cima.]
(B) [Lâmina: os raios saem paralelos entre si e paralelos aos incidentes, ainda subindo. Prisma: os raios saem descendo e separados; o vermelho fica em cima e menos inclinado, o azul fica embaixo e mais inclinado para a base.]
(C) [Lâmina: os raios saem horizontais, paralelos entre si. Prisma: os raios saem descendo e separados; o azul fica em cima e menos inclinado, o vermelho embaixo e mais inclinado para a base.]
(D) [Lâmina: os raios saem paralelos entre si e paralelos aos incidentes, ainda subindo. Prisma: os raios saem descendo e separados; o azul fica em cima e menos inclinado, o vermelho embaixo e mais inclinado para a base.]
(E) [Lâmina: os raios saem subindo, mas não paralelos entre si (o vermelho mais inclinado que o azul). Prisma: os raios saem descendo e separados; o vermelho fica em cima e menos inclinado, o azul embaixo e mais inclinado.]
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2015, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: como saem os raios vermelho e azul da lâmina e do prisma.
Passo 1 — a lâmina de faces paralelas. Na entrada, o raio se aproxima da normal; na saída, por uma face paralela à primeira, ele faz o caminho inverso e volta ao ângulo que tinha no ar (pela lei de Snell aplicada às duas faces: , logo e = i). Resultado: cada raio emerge paralelo ao incidente, só um pouco deslocado para o lado. Como os dois incidentes são paralelos, os emergentes também são paralelos entre si, ainda subindo. Isso elimina (A), (C) e (E).
Passo 2 — o prisma. Aqui as faces não são paralelas, e o desvio não se desfaz: o raio sai desviado para a base do prisma. Quanto maior o índice de refração, maior o desvio. O azul (n = 1,60) desvia mais que o vermelho (n = 1,57), então o azul sai mais inclinado para a base, por baixo, e o vermelho sai menos desviado, por cima. É a dispersão que produz o arco-íris do prisma.
Conclusão: lâmina com raios emergentes paralelos aos incidentes e prisma com o azul mais desviado: alternativa B. A (D) tem a lâmina certa mas troca as cores no prisma.
⚠️ A armadilha: achar que o vermelho desvia mais por ter comprimento de onda maior. É o contrário: no vidro, o índice de refração é maior para o azul, e o azul desvia mais. Quem troca isso marca a alternativa D.
A ideia em uma frase: na lâmina de faces paralelas o raio sai paralelo ao que entrou; no prisma ele sai desviado para a base, e o azul desvia mais que o vermelho.
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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