Santa Marcelina 2015 — questão 52 de Física

Gabarito AÓptica — índice de refração e velocidade da luz nos meios do olhoProcesso Seletivo Medicina · 1º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 52 de Física do Santa Marcelina 2015

Enunciado em texto

Considere a representação simplificada do olho humano contendo o cristalino, que funciona como uma lente convergente; o humor vítreo, que é um líquido transparente; e a retina, onde se forma a imagem.

[Figura: esquema de um globo ocular (círculo). À esquerda, o cristalino, em forma de lua crescente; ao centro, ocupando a maior parte, o humor vítreo; à direita, a retina, uma faixa no fundo do olho.]

Sabe-se que a velocidade da luz no humor vítreo é maior do que no cristalino, enquanto a retina é opticamente opaca. Considere que um raio luminoso, proveniente do ar e com velocidade igual à velocidade da luz no vácuo, passe pelo cristalino, pelo humor vítreo e seja absorvido na retina. A ordem correta entre os índices de refração absolutos n dos meios ar, cristalino e humor vítreo é

(A) ncristalino>nhumor vıˊtreo>narn_{\text{cristalino}} > n_{\text{humor vítreo}} > n_{\text{ar}}.

(B) ncristalino>nar>nhumor vıˊtreon_{\text{cristalino}} > n_{\text{ar}} > n_{\text{humor vítreo}}.

(C) nar>ncristalino>nhumor vıˊtreon_{\text{ar}} > n_{\text{cristalino}} > n_{\text{humor vítreo}}.

(D) nar>nhumor vıˊtreo>ncristalinon_{\text{ar}} > n_{\text{humor vítreo}} > n_{\text{cristalino}}.

(E) nhumor vıˊtreo>ncristalino>narn_{\text{humor vítreo}} > n_{\text{cristalino}} > n_{\text{ar}}.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2015 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: ordenar os índices de refração a partir das velocidades da luz em cada meio.

Passo 1 — índice e velocidade. O índice de refração absoluto é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e no meio:

n=cvn = \frac{c}{v}

Quanto mais lenta a luz no meio, maior o índice.

Passo 2 — ordenar. No ar, a luz tem (pelo enunciado) a velocidade do vácuo: nar=1n_{\text{ar}} = 1, o menor possível. No humor vítreo ela é mais rápida que no cristalino, então o cristalino tem o índice maior:

var>vvıˊtreo>vcristalinov_{\text{ar}} > v_{\text{vítreo}} > v_{\text{cristalino}}

ncristalino>nvıˊtreo>narn_{\text{cristalino}} > n_{\text{vítreo}} > n_{\text{ar}}

⚠️ A armadilha: achar que o índice é diretamente proporcional à velocidade e inverter a ordem (alternativa D). Índice alto quer dizer meio “mais refringente”, onde a luz anda mais devagar.

A ideia em uma frase: n = c/v: quanto mais devagar a luz anda no meio, maior o índice de refração.

Resposta: alternativa A (cristalino > humor vítreo > ar).

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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