Voltar a: 11ºAno – Física

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• Ficha nº5

         ⇒ Refração da luz ;

         ⇒ Reflexão total ;

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1. Uma radiação propaga-se num vidro com velocidade de 2,3 x 10⁸ m s^-1.

1.1 Determina o índice de refração dessa luz neste vidro.

1.2 Interpreta o valor obtido na alínea anterior.

1.3 Qual das seguintes afirmações compara corretamente as características desta radiação quando se propaga no ar e no vidro?

(A)  A frequência e o comprimento de onda da radiação são iguais nos dois meios.

(B)  A frequência e a velocidade de propagação são iguais nos dois meios.

(C)  A frequência é igual nos dois meios, mas no vidro o comprimento de onda é menor.

(D)  A frequência e a velocidade de propagação são menores quando a radiação se propaga no vidro.

2. Seleciona a opção que completa sequencialmente a proposição seguinte.

A distância média das partículas carregadas da ionosfera é ______ ao comprimento de onda da radiação de micro-ondas. Os comprimentos de onda das ondas de rádio _____da ordem da distância média das partículas na ionosfera, contudo ______ complicando as comunicações.

(A)  … inferior … não são … difratam-se …

(B)  … superior … são … difratam-se …

(C)  … superior … não são … são absorvidas …

(D)  … superior … são … são absorvidas …

3. Um feixe de luz laser, que se propaga num meio A, ao atingir a superfície de separação desse meio com outro meio B, sofre reflexão total.

Este fenómeno acontece porque …

(A) … o meio A é mais refrangente do que o meio B e o ângulo de incidência é menor do que o ângulo-limite;

(B) … o meio A é mais refrangente do que o meio B e o ângulo de incidência é maior do que o ângulo-limite;

(C) … o meio A é menos refrangente do que o meio B e o ângulo de incidência é maior do que o ângulo-limite;

(D) … o meio A é menos refrangente do que o meio B e o ângulo de incidência é menor do que o ângulo- limite.

4. De que fatores depende a repartição da energia de uma onda eletromagnética que incide na superfície de separação de dois meios?

5. Na tabela seguinte indicam-se os índices de refração para uma luz monocromática quando se propaga em vários materiais.

5.1 Indica, justificando, em que material é menor a velocidade de propagação.

5.2 Indica, justificando, em que material é maior o comprimento de onda.

5.3 Indica o par de materiais em que o desvio da luz é maior quando ela encontra à superfície de separação entre eles.

5.4 Em qual das opções a luz se aproxima da normal no ponto de incidência quando encontra a respetiva superfície de separação?

(A) Vidro-água

(B) Glicerina-diamante

(C) Diamante-vidro

(D) Glicerina-vidro

5.5 Se o ângulo de incidência da luz na superfície de separação água-glicerina 45,0º, qual será o ângulo que a luz refratada faz com a superfície?

6. A figura seguinte mostra um raio de luz a passar por uma lente convergente (convexa).

6.1 Determina o índice de refração do material utilizado na lente.

6.2 Enuncia a lei em que se baseou para responder à alínea anterior.

6.3 Se uma lente com estas características for utilizada num olho, a frequência da radiação que atinge o olho será igual ou diferente? Justifica.

7. As maiores vantagens na utilização da fibra ótica para as comunicações, relativamente ao uso de fios de cobre, são …

(A) … favorecer as interferências por outras radiações eletromagnéticas, devido ao material de que é constituída ser eletricamente isolador (vidro).

(B) … baixa atenuação do sinal, o que significa que pode ser transmitido a longas distâncias.

(C) … alta atenuação do sinal, o que significa que pode ser transmitido a curtas distâncias.

(D) … permitir uma largura de banda pequena, o que significa que pode transmitir uma pequena quantidade de informação.

8. O que significa dizer que o albedo médio da Terra é 30 %?

9. Qual é a velocidade de propagação de uma radiação num material cujo índice de refração é 1,60?

(A) 1,6 x 10⁸ m s^-1

(B) 1,9 x 10⁸ m s^-1

(C) 1,6 x 10⁸ km s^-1

(D) 6,3 x 10^-9 m s^-1

10. As ondas da gama rádio são emitidas para o espaço pelas antenas emissoras de televisão.

As emissões de uma série de televisão estão também a ser emitidas para o Universo. A estrela Sirius, fica a cerca de 8,12 x 10¹⁵ m de distância.

No caso de existir uma civilização avançada num planeta que orbite Sirius, quanto tempo depois de ser emitido um novo episódio é que os habitantes desse planeta podem ver esse episódio?

11. Na figura está representado um feixe fino de luz que, ao propagar-se no ar, acaba por incidir numa lâmina quadrangular de vidro, com 6,0 cm de aresta.

O feixe de luz incide na lâmina fazendo um ângulo de 35º com a superfície desta e atravessa-a, saindo, na face oposta, a uma altura h, acima do ponto de incidência.

Considerando que n_ar = 1,0 e n_vidro = 1,5, calcula, em cm, a altura h.

12. Seleciona a opção que completa corretamente a frase seguinte.

O índice de refração de um material é a razão entre …

(A) … a intensidade da luz no ar e a intensidade da luz no material.

(B) … a frequência da luz no vácuo e a frequência da luz no material.

(C) … o comprimento de onda da luz no vácuo e o comprimento de onda da luz no material.

(D) … a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no material.

13. Uma radiação de 7,5 x 10¹⁴ Hz propaga-se na água com velocidade de 4,2 x 10⁸ ms^-1 e num vidro tem comprimento de onda de 425 nm.

13.1 Calcula o índice de refração do vidro relativamente à água.

13.2 Qual dos meios é mais refringente? Justifica.

14. Um feixe de luz propaga-se num meio 1 e atinge a superfície de separação com um meio 2, sofrendo reflexão total.

Assinala a opção correta:

(A) O índice de refração de 2 é maior do que o índice de refração de 1, sendo o ângulo de incidência superior ao ângulo limite.

(B) O índice de refração de 1 é maior do que o índice de refração de 2, sendo o ângulo de incidência inferior ao ângulo limite.

(C) A velocidade de propagação da luz é maior em 1 do que em 2, sendo o ângulo de incidência igual ao ângulo limite.

(D) A velocidade de propagação da luz é maior em 2 do que em 1, sendo o ângulo de incidência superior ao ângulo limite.

15. Quando um feixe de luz monocromático sofre uma mudança de meio, passando do ar para a água, a grandeza que se mantém sempre constante é …

(A) … a velocidade de propagação.

(B) … o comprimento de onda.

(C) … a frequência.

(D) … a intensidade do feixe.

16. A figura mostra a direção de propagação de um raio de luz que incide na superfície de separação de dois meios com índices de refração distintos.

O comprimento de onda da radiação no meio B é 750 nm e, no meio A, essa radiação propaga-se com um módulo de velocidade 1,98 x 10⁸ m s^-1.

16.1 O fenómeno de reflexão total da luz …

(A) … ocorre quando o raio de luz passa do meio A para o meio B.

(B) … nunca ocorre entre os meios A e B.

(C) … ocorre quando o raio de luz passa do meio A para o meio B e vice-versa.

(D) … ocorre quando o raio de luz passa do meio B para o meio A.

16.2 O comprimento de onda da radiação no meio A é ………. e no meio B a radiação propaga-se com um módulo de velocidade ………… .

(A) … superior a 750 nm … inferior a 1,98 x 10⁸ m s^-1

(B) … superiora 750 nm … inferior a 1,98 x 10⁸ m s^-1

(C) … inferior a 750 nm … superiora 1,98 x 10⁸ m s^-1

(D) … inferior a 750 nm … inferior a 1,98 x 10⁸ m s^-1

16.3 A expressão matemática que permite determinar o índice de refração do meio B é …

16.4 Estabelece a relação entre a velocidade de propagação e o comprimento de onda do raio de luz nos meios A e B, e a partir da expressão obtida, determine o comprimento de onda da radiação no meio A.

17. A luz verde propaga-se num meio A com a velocidade de 1,8 x 10⁸ m s^-1 e num meio B com a velocidade de 2,3×10⁸ m s^-1.

17.1 Determina os índices de refração dos meios A e B.

17.2 Determina o índice de refração do meio Bem relação ao meio A.

17.3 Qual dos dois meios é o mais refrangente? Justifica.

18. As micro-ondas são utilizadas nas comunicações entre os satélites e os recetores terrestres através de antenas parabólicas. No entanto, estes sinais não são detetados pelos rádios de uso comum.

Indica qual é a grande a diferença entre as ondas de rádio e as micro-ondas.