ITA 2025 — questão 20 de Física
Enunciado em texto
O arco-íris é um fenômeno meteorológico de grande beleza e com profundo simbolismo para diferentes culturas. Sua explicação física foi debatida desde a antiguidade até o início da idade moderna. A respeito desse fenômeno, são feitas as seguintes afirmações:
I. Cada componente de comprimento de onda da luz do Sol que incide sobre uma gotícula de água suspensa na atmosfera emerge com o mesmo ângulo de espalhamento.
II. Para a formação do arco-íris, são necessárias tanto a ocorrência de refração quanto a de reflexão da luz.
III. O efeito visual do arco-íris é resultado de a luz do Sol ser policromática e de a água ser um meio dispersivo na faixa do espectro eletromagnético visível.
Está(ão) correta(s):
A) apenas I.
B) apenas I e II.
C) apenas I e III.
D) apenas II e III.
E) I, II e III.
(Enunciado: Vestibular ITA 2025, 1ª fase — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre como o arco-íris se forma.
Como a luz passa pela gota: no arco-íris principal, a luz do Sol refrata ao entrar na gota, reflete uma vez na parede de trás e refrata de novo ao sair. Como o índice de refração da água depende do comprimento de onda (é um pouco maior para o violeta que para o vermelho), cada cor sai com um desvio diferente: o vermelho se concentra a cerca de 42° da direção oposta ao Sol, e o violeta, a cerca de 40°.
I. Falsa. É justamente o contrário: cada comprimento de onda sai com um ângulo diferente. Se todas as cores saíssem com o mesmo ângulo, elas chegariam juntas ao olho e veríamos um arco branco, não colorido.
II. Verdadeira. A refração (na entrada e na saída) separa as cores e desvia a luz; a reflexão interna devolve a luz para o lado de onde veio o Sol, que é onde está o observador (com o Sol às costas). Sem a reflexão, a luz seguiria em frente e não veríamos o arco olhando para o lado oposto ao Sol. (O arco secundário tem duas reflexões internas.)
III. Verdadeira. Precisamos das duas coisas: luz com várias cores (a luz branca do Sol) e um meio dispersivo (índice de refração variando com a cor). Com luz de uma cor só, ou com um meio sem dispersão, haveria um arco de uma cor só.
Por que não as outras: A, B, C e E incluem a afirmação I, que é falsa.
⚠️ A armadilha: achar que a refração sozinha basta, como num prisma, e descartar a II. No prisma vemos o espectro do outro lado; no arco-íris, olhamos de costas para o Sol, e só a reflexão dentro da gota manda a luz de volta para nós.
A ideia em uma frase: arco-íris = refração com dispersão (separa as cores) + reflexão interna (manda a luz de volta) + luz branca do Sol.
Resposta: alternativa D (apenas II e III).
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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