UFPR 2017 — questão 50 de Física
Enunciado em texto
O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
[Figura: um recipiente cilíndrico com líquido (rótulo “líquido”) e, acima dele, o meio gasoso (rótulo “meio gasoso”). Um raio de luz vem do meio gasoso, de cima para baixo e da esquerda para a direita, e incide obliquamente na superfície do líquido. Uma reta tracejada vertical, a “normal”, passa pelo ponto de incidência.]
( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada “convergente”.
( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa.
( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera.
( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
A) V – F – V – F.
B) F – V – F – V.
C) V – F – V – V.
D) F – F – V – V.
E) V – V – F – F.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2017, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar o comportamento de uma lente (n = 1,54) no meio gasoso (n = 1,02) e no líquido (n = 1,67), e o desvio do raio que passa do gás para o líquido.
Passo 1 — a lente depende do meio. Pela equação dos fabricantes de lentes, . O fator do formato não muda; o que pode mudar é o sinal do primeiro parêntese:
O sinal se inverte. Uma lente de focal positiva (convergente) quando está num meio menos refringente que ela passa a ser divergente (focal negativa) num meio mais refringente que ela.
1ª — V. No gás (1,02 < 1,54) a lente tem focal positiva: é convergente.
2ª — V. No líquido (1,67 > 1,54) a focal fica negativa: a lente passa a ser divergente.
3ª — F. A distância focal muda de um meio para outro (muda até de sinal, e de valor: o módulo do parêntese vai de 0,51 para 0,08).
4ª — F. O raio passa do meio menos refringente (1,02) para o mais refringente (1,67): pela lei de Snell, ele fica mais lento e se aproxima da normal.
Sequência: V – V – F – F.
⚠️ A armadilha: achar que a distância focal é uma propriedade só da lente, “gravada” nela (3ª verdadeira, levando a a, c ou d). Ela depende da diferença entre o índice da lente e o do meio; quando o meio é mais refringente que a lente, até o tipo da lente se inverte.
A ideia em uma frase: lente mais refringente que o meio converge, menos refringente diverge; e a luz que entra num meio mais refringente se aproxima da normal.
Resposta: alternativa E (V – V – F – F).
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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