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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 46 da UFG 2006

Prova objetiva · Física: Reflexão total e dispersão da luz

Deseja-se realizar uma experiência de reflexão total na interface entre dois líquidos imiscíveis, usando um feixe de luz monocromática que incide de cima para baixo, como ilustrado na figura.

Esquema mostrando um feixe de luz incidindo no Líquido A, sofrendo reflexão total na interface com o Líquido B e retornando ao meio externo.

Dispõe-se dos seguintes líquidos:

Líquido Índice de refração
(n)		 Densidade
\rho\ (\text{g/cm}^3)
1 1,33 1,00
2 1,50 0,87
3 1,40 1,25
4 1,45 0,80

Com base nesses dados, pode-se concluir que os líquidos A e B são, respectivamente,

  1. A
    1 e 2
  2. B
    1 e 3
  3. C
    2 e 3
  4. D
    2 e 4
  5. E
    3 e 4
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Resolução comentada

Para haver reflexão total na interface, a luz deve ir do meio mais refringente para o menos refringente, ou seja, n_A > n_B. Além disso, o ângulo de incidência precisa superar o ângulo limite.

Os líquidos são imiscíveis e ficam em camadas: o mais denso fica embaixo. Logo, \rho_B > \rho_A.

Precisamos, então, de um par em que A tenha maior índice e menor densidade que B.

Testando as alternativas:

  1. (A) 1 e 2: n_A = 1{,}33 < n_B = 1{,}50. Não serve.
  2. (B) 1 e 3: n_A = 1{,}33 < n_B = 1{,}40. Não serve.
  3. (C) 2 e 3: n_A = 1{,}50 > n_B = 1{,}40 e \rho_A = 0{,}87 < \rho_B = 1{,}25. Serve.
  4. (D) 2 e 4: n_A = 1{,}50 > 1{,}45, mas \rho_A = 0{,}87 > \rho_B = 0{,}80. O líquido 2 ficaria embaixo do 4, contrariando a figura.
  5. (E) 3 e 4: n_A = 1{,}40 < n_B = 1{,}45. Não serve.

Só o par 2 (em cima) e 3 (embaixo) satisfaz as duas condições: a óptica (reflexão total) e a física dos fluidos (ordem das camadas).

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem só confere os índices de refração e esquece que o líquido mais denso deve ficar embaixo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA luz iria do menos para o mais refringente (1,33 para 1,50), então não há reflexão total.
  • BO índice de A (1,33) é menor que o de B (1,40), impossibilitando a reflexão total.
  • DSatisfaz a condição óptica, mas o líquido 2 (0,87 g/cm³) é mais denso que o 4 (0,80) e não ficaria por cima.
  • EO índice de A (1,40) é menor que o de B (1,45), então não há reflexão total.

Assuntos: Reflexão total e dispersão da luz, Densidade e pressão.

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Ver como caiu na prova Questão 46 no caderno 1ª etapa da UFG 2006

Fonte: UFG 2006 · 1ª etapa. Prova oficial ↗