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Questão 45 da UFPR 2005

1ª fase · Física: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização

“O que é a luz? As especulações sobre este enigma se perdem no tempo. Na Antigüidade, imaginou-se que os olhos ora recebiam corpúsculos, ora emitiam raios para visualizar as imagens. A evolução dos estudos dos fenômenos ópticos levou os cientistas a se dividirem em dois grupos: aqueles que acreditavam ser a luz formada por partículas e os que defendiam a natureza ondulatória do fenômeno.” (MORENO, Márcio Quintão. Revista Ciência Hoje. Rio de Janeiro, SBPC, vol. 33, n. 198, p. 68-70, out. 2003.)

Com base nesse texto e nos conceitos da óptica, assinale a alternativa correta a respeito dos fenômenos de reflexão, refração, difração, interferência e polarização.

  1. A
    A difração da luz somente pode ser explicada pelo modelo de partículas.
  2. B
    O estudo da polarização da luz permite concluir que a luz é uma onda longitudinal.
  3. C
    A interferência da luz somente pode ser explicada pelo modelo de partículas.
  4. D
    A refração da luz somente pode ser explicada pelo modelo de partículas.
  5. E
    A reflexão da luz pode ser explicada tanto pelo modelo de partículas como pelo modelo ondulatório.
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Resolução comentada

A questão pede qual afirmação sobre os fenômenos ópticos é correta. Vale lembrar o que cada fenômeno revela sobre a natureza da luz:

  • Difração e interferência: são fenômenos típicos de ondas, como o experimento de Young da fenda dupla. O modelo corpuscular clássico não os explica. Logo, as alternativas A e C estão erradas, pois dizem que só o modelo de partículas os explica.
  • Polarização: só ocorre com ondas transversais, aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação. Como a luz pode ser polarizada, conclui-se que ela é uma onda transversal, e não longitudinal. A alternativa B está errada.
  • Refração: o modelo ondulatório explica a mudança de direção pela mudança da velocidade da onda ao trocar de meio, e a lei de Snell decorre disso. Newton explicava a refração com partículas, mas ela não é explicada "somente" por esse modelo. A alternativa D está errada.
  • Reflexão: no modelo de partículas, a luz é como uma bola que rebate em uma superfície, com ângulo de incidência igual ao de reflexão. No modelo ondulatório, o princípio de Huygens leva à mesma lei. Os dois modelos explicam o fenômeno.

Portanto, a única afirmação correta é a que diz que a reflexão pode ser explicada pelos dois modelos.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA difração é um fenômeno tipicamente ondulatório, que o modelo de partículas não explica.
  • BA polarização só ocorre em ondas transversais, então indica que a luz é transversal, não longitudinal.
  • CA interferência (fenda dupla de Young) exige o modelo ondulatório, não o de partículas.
  • DA refração também é explicada pelo modelo ondulatório (variação da velocidade e lei de Snell), então o "somente" é falso.

Assunto: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização.

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗