Duas Questões (Enem/2014 – PPL e Unicamp/2018) sobre o índice de refração da Luz e a Lei de Snell

(Enem/2014 – PPL) Folhas de papel, como as utilizadas para a impressão de documentos, são opacas e permeáveis aos líquidos. Esse material é constituído de microfibras entrelaçadas de celulose, que são transparentes à luz. Quando sobre elas se derrama glicerina, elas se tornam translúcidas. Uma imagem da superfície de uma folha de papel, ampliada por um microscópio eletrônico de varredura, pode ser vista na figura. No quadro é apresentada a razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e no respectivo material (celulose, glicerina ou ar).

Nessa situação, o papel se tornou translúcido porque a luz é

A) mais refletida

B) mais absorvida

C) mais espalhada

D) menos refratada

E) menos transmitida.

Solução

Analisando o índice de refração

Apesar do papel ser opaco, as fibras de celulose são transparentes; e entre as fibras há ar (com n = 1,00).

Então é preciso considerar que a luz, ao incidir no papel, sai do ar (n = 1,00) e passa para a fibra (que é translúcida e possui n = 1,46) ; nesse momento, a luz aproxima da normal (sai de um menos refringente e vai para outro de maior refringência). Da fibra a luz atinge o ar (entre as fibras) e, agora, afasta da normal. Na sequência, atinge outra fibra e aproxima da normal… esse processo vai se repetindo várias vezes, uma vez que há milhares de fibras entrelaçadas na folha do papel. Em algum momento, o ângulo de incidência pode ser maior que o ângulo limite e, neste caso, ocorre reflexão total. É por isso que o papel é opaco, apesar das fibras serem transparentes.

Agora, quando se coloca glicerina, as fibras tornam-se translúcidas. Isso acontece porque a glicerina ocupa os espaços entre as fibras e, o n da glicerina (1,47) é muito próximo do n da celulose (1,46). Assim, a luz praticamente não sofre refração (ela atravessa o meio sem sofrer desvio).

Resp.: D

(Unicamp/2018) Uma lente de Fresnel é composta por um conjunto de anéis concêntricos com uma das faces plana e a outra inclinada, como mostra a figura (a). Essas lentes, geralmente mais finas que as convencionais, são usadas
principalmente para concentrar um feixe luminoso em determinado ponto, ou para colimar a luz de uma fonte luminosa, produzindo um feixe paralelo, como ilustra a figura (b).

Exemplos desta última aplicação são os faróis de automóveis e os faróis costeiros. O diagrama da figura (c) mostra um raio luminoso que passa por um dos anéis de uma lente de Fresnel de acrílico e sai paralelamente ao
seu eixo. Se sen(θ₁) = 0,5 e sen(θ₂) = 0,75, o valor do índice de refração do acrílico é de

A) 1,50.
B) 1,41.
C) 1,25.
D) 0,66.

Solução

 

Dados:   sen(θ₁) = 0,5 e sen(θ₂) = 0,75.

 n₂=1.

Usando a lei de Sanell, obtemos:

n₁ sen(θ₁)= n₂ sen(θ₂)

⇔ n₁ 1/2= 1 x 0,75 

⇔ n₁ = 2 x 0,75 = 2 x 75/100 = 150/100-=1,5

Portanto, o valor do índice de refração do acrílico é 

n₁ = 1,5 

Resposta A.

 

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