PUC-Rio 2023 (Grupo 3) — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Ao incidir um raio de luz em uma interface ar/vidro, como na figura, verifica-se que o ângulo de reflexão em relação à normal é 60°.
[Figura: superfície horizontal separando o ar (em cima) do vidro (embaixo, sombreado), com a normal tracejada vertical. Um raio vem do ar, de cima e da esquerda, atinge a superfície e é refletido para cima e para a direita, fazendo 60° com a normal.]
Considere as seguintes afirmações:
I - O raio refratado faz um ângulo maior que 60° em relação à normal.
II - Para essas condições, ocorre o fenômeno de reflexão total.
III - A luz se propaga dentro do vidro com uma velocidade igual a 2/3 daquela no ar.
É correto APENAS o que se afirma em
(A) I
(B) III
(C) I e II
(D) I e III
(E) II e III
Dado: índice de refração do ar = 1,0; índice de refração do vidro = 1,5
(Enunciado e figura: Vestibular PUC-Rio 2023, Grupo 3 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar três afirmações sobre a luz que passa do ar para o vidro.
Passo 1 — o ângulo de incidência. Pela lei da reflexão, o ângulo de incidência é igual ao de reflexão: 60°.
Afirmação I — falsa. Pela lei de Snell:
Entrando num meio mais refringente, o raio se aproxima da normal: o ângulo é menor que 60°.
Afirmação II — falsa. Reflexão total só pode ocorrer quando a luz vai do meio mais refringente para o menos refringente (do vidro para o ar). Do ar para o vidro, sempre há raio refratado.
Afirmação III — verdadeira.
⚠️ A armadilha: ver o raio refletido na figura e concluir que houve reflexão total (II). Toda interface reflete uma parte da luz; reflexão total é quando nada passa, e isso não acontece do ar para o vidro.
A ideia em uma frase: do ar para o vidro, o raio se aproxima da normal, nunca há reflexão total, e a velocidade cai na razão dos índices.
Resposta: alternativa B (apenas 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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