Questão FC784241
Durante a contenção de um incêndio químico, uma equipe de bombeiros utiliza grandes volumes de água em um galpão onde havia derramamento de óleo industrial. Após o combate, observa
Ótica
Instituto AOCP · 2025
Durante a contenção de um incêndio químico, uma equipe de bombeiros utiliza grandes volumes de água em um galpão onde havia derramamento de óleo industrial. Após o combate, observa-se a formação de padrões coloridos intensos sobre a superfície da água, especialmente nas regiões onde o óleo formou camadas muito finas. Um dos bombeiros nota que, ao se deslocar lateralmente, as cores observadas mudam, como em um filme de sabão. A respeito do exposto, com base nos princípios da óptica física, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.
I. O fenômeno observado ocorre devido à interferência da luz refletida nas duas superfícies da camada de óleo: a fronteira ar-óleo e a fronteira óleo-água.
II. Como a luz branca é composta por vários comprimentos de onda, a interferência construtiva e a destrutiva ocorrem de maneira distinta para cada cor, o que justifica o padrão colorido.
III. A diferença de fase entre as ondas refletidas não depende da espessura do filme, pelo fato de ser consideravelmente pequena.
IV. Uma inversão de fase pode ocorrer na reflexão da luz, dependendo do sentido da passagem entre meios com diferentes índices de refração.
V. Quanto mais espessa for a camada de óleo, maior será o número de franjas de interferência visíveis, desde que a espessura permaneça na ordem do comprimento de onda da luz visível.
- Apenas I, II, III e V.
- Apenas I, II, IV e V.
- Apenas I, III e IV.
- Apenas I, IV e V.
- I, II, III, IV e V.
Mostrar resposta e comentário
Gabarito
B
Comentário do professor
A observação é explicada pela interferência entre a luz refletida nas duas superfícies do filme de óleo (ar-óleo e óleo-água). A diferença de caminho óptico entre os raios refletidos é \(2 n t \cos\theta\), com \(n\) índice do óleo, \(t\) espessura e \(\theta\) o ângulo interno, e determina as condições de interferência.
Como a luz branca contém vários comprimentos de onda, cada cor satisfaz a condição de interferência em espessuras distintas, o que produz o padrão colorido observado. A condição de máximos típica é \(2 n t \cos\theta = m\lambda\), ou, quando há inversão de fase em uma reflexão, \(2 n t \cos\theta = (m+\tfrac{1}{2})\lambda\).
A inversão de fase ocorre ao refletir em uma interface onde o índice aumenta (reflexão com mudança de sinal), influenciando se o conflito entre ondas é construtivo ou destrutivo. Finalmente, variações de espessura na ordem do comprimento de onda geram muitas franjas de interferência; quanto maior a espessura dentro dessa escala, maior o número de franjas visíveis.
Conteúdo do catálogo FC Concursos · Atualizado em