UNESP 2021 (Exatas e Humanidades) — questão 79 de Física
Enunciado em texto
A figura representa um feixe formado por dois raios de luz monocromática, um azul e um vermelho, que se propagam juntos pelo ar em uma direção definida pela reta r e incidem, no ponto P, sobre uma lâmina de faces paralelas constituída de vidro homogêneo e transparente.
[Figura: uma lâmina retangular de vidro, com ar acima. O feixe (raios azul e vermelho juntos) desce da esquerda para a direita, inclinado, ao longo da reta tracejada r, e incide no ponto P da face de cima, onde está desenhada a normal (reta vertical tracejada, com símbolo de ângulo reto). A reta r continua tracejada através do vidro e abaixo dele, na mesma direção do feixe incidente.]
Após atravessarem a lâmina, os dois raios de luz emergem separados e voltam a se propagar pelo ar. Sendo e os índices de refração absolutos do vidro para as cores azul e vermelha, respectivamente, e sabendo que , a figura que melhor representa a propagação desses raios pelo ar após emergirem da lâmina de vidro é:
(A) [Abaixo da lâmina, dois raios paralelos à reta r, ambos entre a normal e a reta r: o vermelho mais perto da normal e o azul mais perto da reta r.]
(B) [Abaixo da lâmina, o azul sai mais perto da normal, descendo bem mais inclinado para baixo (mais próximo da vertical) que a reta r; o vermelho sai paralelo à reta r, mais perto dela.]
(C) [Abaixo da lâmina, dois raios paralelos à reta r, ambos entre a normal e a reta r: o azul mais perto da normal e o vermelho mais perto da reta r.]
(D) [Abaixo da lâmina, dois raios que descem mais próximos da vertical que a reta r (não paralelos a ela): o azul mais perto da normal e o vermelho à direita dele.]
(E) [Abaixo da lâmina, dois raios que descem mais próximos da vertical que a reta r (não paralelos a ela): o vermelho mais perto da normal e o azul à direita dele.]
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2021, 1ª fase, caderno de Exatas e Humanidades — Unesp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: como saem do vidro o raio azul e o vermelho: em que direção e qual fica mais deslocado.
Passo 1 — dentro do vidro, o azul desvia mais. Pela lei de Snell, na entrada:
O ângulo de incidência i é o mesmo para as duas cores. Quanto maior o índice n, menor o ângulo de refração r, ou seja, mais o raio se aproxima da normal. Como , o azul entra mais “fechado”, mais perto da normal, e o vermelho fica entre o azul e a reta r.
Passo 2 — na saída, cada raio volta a ser paralelo a r. Na face de baixo, o raio sai do vidro para o ar. Como as faces são paralelas, o ângulo com que ele chega à face de baixo é o mesmo r da entrada, e a lei de Snell, ao contrário, devolve o ângulo i:
Vale para as duas cores: os dois raios emergem paralelos à reta r (só deslocados para o lado). Isso já elimina B, D e E.
Passo 3 — quem fica onde. O azul, mais próximo da normal dentro do vidro, chega à face de baixo mais perto da normal e sai mais longe da reta r (deslocamento lateral maior). O vermelho sai entre o azul e a reta r. É a figura C.
⚠️ A armadilha: a alternativa A, com as cores trocadas. Quem desvia mais é a cor de maior índice, o azul; por isso ela é a que se afasta mais da reta r.
A ideia em uma frase: lâmina de faces paralelas não muda a direção da luz, só a desloca, e a cor de maior índice (o azul) é a mais deslocada.
Resposta: alternativa C.
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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