Questão 18 da FUVEST 2014

Question

Um prisma triangular desvia um feixe de luz verde de um ângulo \theta_A, em relação à direção de incidência, como ilustra a figura A, ao lado. Se uma placa plana, do mesmo material do prisma, for colocada entre a fonte de luz e o prisma, nas posições mostradas nas figuras B e C, a luz, ao sair do prisma, será desviada, respectivamente, de ângulos \theta_B e \theta_C, em relação à direção de incidência indicada pela seta. Os desvios angulares serão tais que

Esquema ilustrando a incidência de feixes de luz verde em um prisma triangular em três situações: A) incidência direta com desvio angular ; B) incidência através de uma placa plana vertical posicionada antes do prisma; C) incidência através de uma placa plana inclinada paralelamente à face de entrada do prisma.

A
\theta_A = \theta_B = \theta_C
B
\theta_A > \theta_B > \theta_C
C
\theta_A < \theta_B < \theta_C
D
\theta_A = \theta_B > \theta_C
E
\theta_A = \theta_B < \theta_C

Answer 1

Questão 18 da FUVEST 2014

1ª fase

Um prisma triangular desvia um feixe de luz verde de um ângulo \theta_A, em relação à direção de incidência, como ilustra a figura A, ao lado. Se uma placa plana, do mesmo material do prisma, for colocada entre a fonte de luz e o prisma, nas posições mostradas nas figuras B e C, a luz, ao sair do prisma, será desviada, respectivamente, de ângulos \theta_B e \theta_C, em relação à direção de incidência indicada pela seta. Os desvios angulares serão tais que

Esquema ilustrando a incidência de feixes de luz verde em um prisma triangular em três situações: A) incidência direta com desvio angular ; B) incidência através de uma placa plana vertical posicionada antes do prisma; C) incidência através de uma placa plana inclinada paralelamente à face de entrada do prisma.

A
\theta_A = \theta_B = \theta_C
B
\theta_A > \theta_B > \theta_C
C
\theta_A < \theta_B < \theta_C
D
\theta_A = \theta_B > \theta_C
E
\theta_A = \theta_B < \theta_C

Reportar erro na questão

Resolução comentada

Uma placa de faces paralelas não desvia a direção do feixe: ela só o desloca lateralmente. Isso vale porque o ângulo de refração na primeira face é o ângulo de incidência na segunda. Na saída, o raio volta ao meio original com o mesmo ângulo que tinha ao entrar, ou seja, paralelo à direção inicial.

Veja cada caso:

Figura A: o feixe incide direto no prisma e sofre o desvio \theta_A.
Figura B: a placa é vertical e o feixe incide perpendicularmente a ela. Ele atravessa sem mudar de direção, apenas com um pequeno deslocamento lateral. Chega ao prisma paralelo ao feixe original, com o mesmo ângulo de incidência. Logo \theta_B=\theta_A.
Figura C: a placa está inclinada e o feixe incide obliquamente nela. Dentro da placa ele se refrata, mas ao sair volta a ter a direção original, paralela à incidente. Ele chega ao prisma com a mesma direção da figura A, só deslocado. Logo \theta_C=\theta_A.

O desvio no prisma depende do ângulo de incidência, do ângulo do prisma e do índice de refração. Nada disso muda entre os casos, pois a direção do feixe que chega ao prisma é a mesma e a cor (verde) também. O deslocamento lateral não altera o ângulo de desvio.

Portanto \theta_A=\theta_B=\theta_C.

Alternativa A.

Pegadinha: A placa inclinada da figura C sugere que haveria refração e mudança de desvio, mas a saída paralela à entrada anula esse efeito.

Por que as outras alternativas estão erradas

Bsupõe que cada placa acrescenta desvio, mas a placa de faces paralelas não muda a direção do feixe.
Csupõe que as placas somam desvios crescentes, o que não ocorre em faces paralelas.
Dacha que a placa inclinada reduz o desvio, esquecendo que o raio emerge paralelo ao incidente.
Eacha que a placa inclinada aumenta o desvio, esquecendo que ela só desloca o feixe lateralmente.

Assuntos: refração da luz, prisma, lâmina de faces paralelas.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova