PUC-PR 2014 (Complementar) — questão 31 de Física

Enunciado em texto
Uma onda se propaga em um meio A e incide na superfície de separação com o meio B. A figura a seguir mostra isso e representa as frentes de onda, os ângulos formados com a reta normal, o raio incidente, refletido e refratado.
[Figura: uma reta horizontal separa o Meio A (em cima) do Meio B (embaixo), com a normal tracejada vertical. No meio A, à esquerda, a “Onda Incidente”: frentes de onda paralelas, com espaçamento , e o raio incidente fazendo o ângulo com a normal; à direita, a onda refletida, com frentes de espaçamento e raio fazendo o ângulo com a normal. No meio B, a onda refratada, com frentes mais próximas umas das outras (espaçamento ) e raio fazendo o ângulo com a normal, mais perto da normal que o incidente.]
Sabendo que , analise as afirmações a seguir:
I. O meio B é mais refringente que o meio A.
II. O comprimento de onda é menor que o .
III. É possível fazer a onda representada sofrer reflexão total propagando-se no meio A e incidindo na superfície de separação no meio B.
IV. Não se pode afirmar que .
V. A velocidade de propagação no meio B é menor que a velocidade de propagação.
Das afirmações anteriores, são corretas APENAS:
(A) I e V
(B) I e III
(C) I, IV e V
(D) III e V
(E) II, III e IV
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2014 (Complementar) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre a reflexão e a refração mostradas.
I — correta. Ao passar de A para B, o raio se aproximou da normal (). Pela lei de Snell, ; com seno menor em B, o índice de B é maior: B é mais refringente.
II — errada. A onda incidente e a refletida estão no mesmo meio (A), com a mesma frequência e a mesma velocidade. Então .
III — errada. Reflexão total só acontece quando a onda vai do meio mais refringente para o menos refringente. Aqui ela vai de A para B, que é mais refringente: sempre haverá onda refratada.
IV — errada. A lei da reflexão garante que o ângulo de reflexão é igual ao de incidência: . Pode-se afirmar, sim.
V — correta (na intenção). Num meio mais refringente a onda é mais lenta (); a figura confirma, com as frentes mais juntas em B ( menor, mesma frequência).
Atenção: a afirmação V saiu truncada no caderno (“menor que a velocidade de propagação”, sem dizer em qual meio). O sentido evidente é “menor que a velocidade de propagação no meio A”, e assim ela está correta.
Corretas: I e V.
⚠️ A armadilha: marcar a III (alternativa B), achando que “ir para um meio diferente” permite reflexão total. A reflexão total exige sair do meio mais refringente; aqui a onda entra nele.
A ideia em uma frase: se o raio se aproxima da normal, o novo meio é mais refringente e mais lento; reflexão total só no caminho contrário.
Resposta: alternativa A (I e V).
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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