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Questão FC282886

Em um experimento sobre índices de refração de substância realizado em um laboratório, são usados dois frascos transparentes de vidro, um deles contendo água limpa e o outro com te

Ótica

IDECAN · 2021

O índice de refração absoluto n de um meio, para determinada luz monocromática, é determinado pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio para o qual se quer determinar o índice de refração (v). Ou seja:

 

\(n = { \Large {c \over v}}\)

O valor de n é sempre maior que 1.

 

Em um experimento sobre índices de refração de substância realizado em um laboratório, são usados dois frascos transparentes de vidro, um deles contendo água limpa e o outro com tetracloroetileno (percloroetileno - C2Cl4). São mergulhados bastões de vidro transparente nos dois recipientes. O que se observa?

  1. Por possuírem a mesma refringência (o mesmo índice de refração), a água e o tetracloroetileno proporcionam o mesmo resultado ótico.
  2. Dependendo do ângulo do observador e levando em conta a continuidade ótica, o bastão de vidro pode não ser visível imerso na água.
  3. Por possuírem a mesma refringência (o mesmo índice de refração), 0 bastão de vidro fica invisível quando imerso no tetracloroetileno.
  4. Levando em conta a diferença da velocidade da luz nos meios, ocorre uma mudança na frequência da onda de luz, fazendo com que o bastão de vidro pareça amarelado quando imerso no tetracloroetileno.
  5. Não se observa qualquer diferença entre os dois frascos, pois a água e tetracloroetileno possuem a mesma refringência.
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Gabarito

B

Comentário do professor

A afirmação do gabarito baseia‑se na continuidade óptica: quando dois meios transparentes têm índices de refração iguais, a luz não muda de direção ao atravessar a interface. Pela Lei de Snell, \(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\); se \(n_1=n_2\) então \(\theta_1=\theta_2\), ou seja, não há refração que crie a quebra aparente do bastão.

Nesse caso, sem desvio das rayos nem contraste na transmissão, o bastão fica opticamente indistinguível do líquido e pode deixar de ser visto. A expressão “dependendo do ângulo do observador” ressalta que pequenas diferenças de índice, reflexões de superfície (coeficiente de Fresnel) ou iluminação oblíqua podem tornar o bastão visível em certas direções.

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