Exames nº 4 – Itens adicionais

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⚛️ Física A · 11.º ano📍 Tema 6 · Ondas eletromagnéticas
🏁

Exames e testes intermédios nº4

Exames: itens adicionais (ondas eletromagnéticas)

⏱ ≈ 75 min de trabalho📝 15 exercícios🟢 4 fáceis🟠 6 médios🔴 5 difíceis✅ Correção automática📖 Resolução detalhada
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📝 15 exercícios

Itens de exames nacionais e testes intermédios sobre este tema, adaptados (dados e figuras novos), com o grau de dificuldade e a cotação de cada um. Clica numa opção para ver logo se acertaste e abre a Resolução para perceberes o raciocínio passo a passo.

1Fácil 16 pontos A luz de um laser vermelho (λ = 650 nm no vácuo) incide numa rede de difração com 300 linhas por milímetro.

1.1. Determina a distância entre fendas.

1.2. Determina o ângulo do 1.º máximo (d sen θ = mλ).

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1.1
Dados: 300 linhas/mm

Pedido: d.

  1. Inverso.d = 1300 mm = 3,3×10⁻⁶ m
✅ d ≈ 3,3×10⁻⁶ m.
1.2
Dados: d = 3,33×10⁻⁶ m · λ = 6,50×10⁻⁷ m · m = 1

Pedido: θ.

  1. d sen θ = mλ.sen θ = 6,50×10⁻⁷3,33×10⁻⁶ = 0,195
  2. Ângulo.θ = 11,2°
✅ θ ≈ 11,2°.

2Fácil 8 pontos A atmosfera é opaca ao ultravioleta mais energético e transparente à luz visível. Isto significa que a radiação UV é…

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Opção
(A)
✔
Opção (A). O ozono absorve o UV mais energético.

3Médio 20 pontos Uma radiação de frequência 5,0×10¹⁴ Hz passa do ar para um vidro de n = 1,50.

3.1. Determina a velocidade e o comprimento de onda no vidro.

3.2. Indica o que acontece à frequência.

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3.1
Dados: f = 5,0×10¹⁴ Hz · n = 1,50

Pedido: v e λ.

  1. Velocidade.v = 3,00×10⁸1,50 = 2,00×10⁸ m/s
  2. λ no vidro.λ = vf = 2,00×10⁸5,0×10¹⁴ = 4,0×10⁻⁷ m
✅ v = 2,00×10⁸ m/s · λ = 4,0×10⁻⁷ m.
3.2
A frequência mantém-se (5,0×10¹⁴ Hz).

4Médio 12 pontos Para haver reflexão total é necessário que a luz…

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Opção
(A)
✔
Opção (A). n₁ > n₂ e θ₁ > θc.

5Médio 20 pontos Um raio incide num espelho plano com ângulo de incidência 25° e o espelho roda 10° (raio incidente fixo, aumentando θi).

5.1. Qual o novo ângulo de reflexão?

5.2. De quanto roda o raio refletido?

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5.1
Dados: θi = 25° · rotação 10°

Pedido: θr′.

  1. Novo θi.θi′ = 35°
  2. Reflexão.θr′ = 35°
✅ θr′ = 35°.
5.2
Dados: Antes: 25° + 25° = 50° · Depois: 35° + 35° = 70°

Pedido: Rotação.

  1. Diferença.70° − 50° = 20°
✅ Roda 20°.

6Difícil 16 pontos A frequência de uma onda eletromagnética emitida por uma carga que oscila é…

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Opção
(A)
✔
Opção (A). f onda = f carga.

7Difícil 16 pontos Classifica cada afirmação como verdadeira (V) ou falsa (F).

Maxwell previu a existência de ondas eletromagnéticas.
A reflexão total ocorre sempre que a luz muda de meio.
Numa onda refletida, f, v e λ são iguais aos da onda incidente.
Num meio de maior n a luz propaga-se mais depressa.
Ver resolução
✔
V. F: só com n₁>n₂ e θ>θc. V. F: mais devagar.

8Fácil 8 pontos Item no estilo dos exames nacionais Uma emissão eletromagnética tem frequência de 2,4×10⁹ Hz. Qual é o comprimento de onda no vácuo?

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Opção
(A)
✔
Dados: f = 2,4×10⁹ Hz · c = 3,00×10⁸ m/s

Pedido: λ.

  1. c = λ f.λ = cf = 3,00×10⁸2,4×10⁹ = 1,25×10⁻¹ m
✅ λ = 1,25×10⁻¹ m → opção (A).

9Médio 12 pontos Item no estilo dos exames nacionais Um raio luminoso passa de um meio de índice 1,00 para outro de índice 1,50, com ângulo de incidência de 30°. Qual é o ângulo de refração?

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Opção
(A)
✔
Dados: n₁ = 1,00 · n₂ = 1,50 · θ₁ = 30°

Pedido: θ₂.

  1. Lei de Snell-Descartes.n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂ ⇒ sen θ₂ = 1,00 × sen 30°1,50 = 0,333
  2. Ângulo.θ₂ = arcsen(0,333) = 19,5°
✅ θ₂ = 19,5° → opção (A).

10Difícil 16 pontos Item no estilo dos exames nacionais Duas emissões, de frequências 1,0×10⁸ Hz e 2,4×10⁹ Hz, encontram o mesmo obstáculo. Qual sofre mais difração?

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Opção
(A)
✔
Dados: λ = c/f

Pedido: Maior difração.

  1. Comprimentos de onda.λ₁ = 3,00×10⁸1,0×10⁸ = 3,00 m; λ₂ = 3,00×10⁸2,4×10⁹ = 0,125 m
  2. A difração é mais significativa quando λ é comparável ao obstáculo.Maior λ ⇒ mais difração.
✅ Opção correta: a de 1,0×10⁸ Hz, por ter maior comprimento de onda (3,00 m) → opção (A).

11Médio 12 pontos Item no estilo dos exames nacionais A difração de uma onda é mais significativa quando…

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Opção
(C)
✔
Dados: Enunciado conceptual.

Pedido: Opção correta.

  1. Conceitos de ondas eletromagnéticas.Difração apreciável: dimensão ≈ λ.
✅ Opção correta: a dimensão da abertura é da ordem de grandeza do comprimento de onda → opção (C).

12Difícil 16 pontos Item no estilo dos exames nacionais Uma radiação com potência de 200 W incide numa superfície: 30 % é refletida e 20 % é absorvida; o resto é transmitido. Que potência é transmitida?

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Opção
(A)
✔
Dados: Pinc = 200 W · refletida 30 % · absorvida 20 %

Pedido: Ptransm.

  1. Conservação da energia.Pinc = Prefl + Pabs + Ptransm → % transmitida = 100 − 30 − 20 = 50 %
  2. Potência.Ptransm = 200 × 50100 = 100 W
✅ Ptransm = 100 W → opção (A).

13Fácil 8 pontos Item no estilo dos exames nacionais Qual é a velocidade da luz num meio com índice de refração 1,46?

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Opção
(D)
✔
Dados: n = 1,46 · c = 3,00×10⁸ m/s

Pedido: v.

  1. n = c/v.v = cn = 3,00×10⁸1,46 = 2,05×10⁸ m/s
✅ v = 2,05×10⁸ m/s → opção (D).

14Difícil 16 pontos Item no estilo dos exames nacionais Qual é o ângulo crítico para a luz que passa de um meio de índice 1,50 para outro de índice 1,33?

Ver resolução
Opção
(D)
✔
Dados: n₁ = 1,50 · n₂ = 1,33

Pedido: θc.

  1. θ₂ = 90°.sen θc = n₂n₁ = 1,331,50 = 0,887
  2. Ângulo.θc = 62,5°
✅ θc = 62,5° → opção (D).

15Médio 12 pontos Item no estilo dos exames nacionais Num efeito Doppler, uma fonte que se afasta do observador faz com que a frequência detetada…

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Opção
(C)
✔
Dados: Enunciado conceptual.

Pedido: Opção correta.

  1. Conceitos de ondas eletromagnéticas.Afastamento: f detetada menor (desvio para o vermelho).
✅ Opção correta: diminua → opção (C).

➡️ A seguir

Estás pronto para os testes do tema 6.

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