UEMG 2007 — questão 32 de Física
Enunciado em texto
Numa sala de aula, um professor usa um laser para lançar um raio de luz monocromática vermelha num bloco de vidro, colocado no quadro da sala, como mostra a figura:
[Figura: um laser, no alto à esquerda, emite o raio 1, que desce inclinado para a direita até a face de cima de um bloco retangular rotulado “vidro”. Do ponto de incidência saem o raio 2, que sobe inclinado para a direita, simétrico ao raio 1, e o raio 3, que entra no vidro descendo para a direita, mais próximo da vertical (da normal) do que o raio 1.]
O raio 1 é o raio incidente, o raio 2, o refletido e o 3, o refratado.
Assinale a alternativa que traz uma informação INCORRETA, quanto a essa situação:
A) A freqüência da luz do raio 1 é igual à do raio 2.
B) A freqüência da luz do raio 1 é igual à do raio 3.
C) A velocidade da luz do raio 1 é igual à do raio 2.
D) A velocidade da luz do raio 1 é igual à do raio 3.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2007 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação errada sobre frequência e velocidade nos raios incidente (1), refletido (2) e refratado (3).
Passo 1 — a frequência nunca muda. A frequência é imposta pela fonte (o laser). Na reflexão e na refração a luz muda de direção, e na refração muda de velocidade, mas a frequência continua a mesma. A e B estão corretas.
Passo 2 — a velocidade depende do meio. Os raios 1 e 2 estão no ar: mesma velocidade, e C está correta. O raio 3 está no vidro, que tem índice de refração maior:
Com , a luz no vidro anda a cerca de m/s, bem menos que os m/s no ar. A figura confirma: o raio 3 se aproxima da normal, sinal de que a luz ficou mais lenta. Logo, D é a incorreta.
⚠️ A armadilha: achar que, ao mudar de meio, quem muda é a frequência (e marcar B). Na refração, mudam a velocidade e o comprimento de onda (); a frequência fica.
A ideia em uma frase: na refração a luz troca de velocidade e de comprimento de onda, mas nunca de frequência; na reflexão nada disso muda.
Resposta: alternativa D (a velocidade no raio 3, dentro do vidro, é menor que no raio 1).
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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