UEMG 2011 — questão 16 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que muda na luz quando ela entra no vidro e quando volta para o ar.

Passo 1 — a frequência não muda. A frequência de uma onda é imposta pela fonte. Na fronteira entre os meios, cada "crista" que chega precisa continuar do outro lado, no mesmo ritmo; se não fosse assim, as ondas se acumulariam ou sumiriam na superfície. Logo, na refração a frequência é a mesma nos dois meios. A e B estão erradas.

Passo 2 — a velocidade muda. O índice de refração mede quanto a luz é mais lenta no meio do que no vácuo:

$$n = \frac{c}{v} \Rightarrow v = \frac{c}{n}$$

O vidro tem índice maior que o ar ($n_{\text{vidro}} \approx 1{,}5$ e $n_{\text{ar}} \approx 1$). Então a luz fica mais lenta ao entrar no vidro e volta à velocidade original ao sair para o ar. É a alternativa D.

Conferindo: como $v = \lambda f$ e $f$ não muda, o comprimento de onda acompanha a velocidade: diminui no vidro e volta a aumentar no ar.

⚠️ A armadilha: achar que, num meio "mais denso", a luz anda mais depressa, como o som em sólidos, e marcar C. Para a luz, meio com índice de refração maior significa luz mais lenta.

A ideia em uma frase: na refração a frequência fica, e a velocidade da luz cai no meio de maior índice (o vidro) e volta a subir no ar.

Resposta: alternativa D (a velocidade diminui do ar para o vidro e aumenta do vidro para o ar).