UFRGS 2017 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
Um fio de cabelo intercepta um feixe de laser e atinge um anteparo, conforme representa a figura (i) abaixo.
[Figura (i): à esquerda, um laser emite um feixe horizontal vermelho até um anteparo vertical, à direita; no caminho do feixe, um fio de cabelo esticado na vertical o atravessa.]
Nessa situação, forma-se sobre o anteparo uma imagem que contém regiões iluminadas intercaladas, cujas intensidades diminuem a partir da região central, conforme mostra a figura (ii) abaixo.
[Figura (ii): foto do anteparo: uma fileira horizontal de manchas vermelhas separadas por regiões escuras; a mancha central é a maior e mais brilhante, e as outras ficam menores e mais fracas para os dois lados.]
O fenômeno óptico que explica o padrão da imagem formada pela luz é a
(A) difração.
(B) dispersão.
(C) polarização.
(D) reflexão.
(E) refração.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2017, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o nome do fenômeno que produz as manchas claras e escuras alternadas.
Passo 1 — o que o fio faz. O fio de cabelo é um obstáculo muito fino, com espessura de dezenas de micrômetros. Ao passar por um obstáculo assim, a luz contorna as bordas do fio e se espalha, e o espalhamento fica bem visível num anteparo distante: isso é a difração.
Passo 2 — de onde vêm as franjas. As ondas que contornam o fio pelos dois lados chegam ao anteparo por caminhos diferentes e se superpõem: onde chegam em fase, reforçam (mancha clara); onde chegam em oposição, se anulam (região escura). O resultado é o padrão de difração, com a mancha central mais intensa.
Por que não as outras: dispersão é a separação das cores numa luz branca, e o laser é monocromático; polarização trata da direção de vibração do campo elétrico e não cria franjas; reflexão e refração, sozinhas, não produzem esse padrão de máximos e mínimos.
⚠️ A armadilha: pensar em refração “porque a luz atravessa o cabelo”. O padrão vem da luz que passa ao lado do fio e se espalha, típico de onda encontrando um obstáculo pequeno.
A ideia em uma frase: luz contornando um obstáculo fino e formando franjas claras e escuras é difração, uma prova de que a luz é onda.
Resposta: alternativa A (difração).
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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