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UEMG Caderno 1 2005
A figura a seguir mostra dois raios de luz monocromática, um vermelho e outro violeta – passando do ar para a água.
Em relação à situação mostrada, assinale a alternativa CORRETA.
a
A velocidade na água da luz vermelha é menor que a da luz violeta.
b
As velocidades das luzes vermelha e violeta na água têm o mesmo valor, pois as duas são luzes visíveis.
c
Os índices de refração das luzes vermelha e violeta são iguais.
d
O índice de refração da luz violeta é maior que o índice de refração da luz vermelha.
Ver resposta
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Resposta
D
Resolução
\(n=\frac{c}{v}\) é a grandeza que relaciona a velocidade da luz no vácuo \(c\) com a velocidade da luz em um meio \(v\).
Ao atravessar a interface ar/água, os raios sofrem refração conforme a lei de Snell: \(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\).
Como a luz violeta desvia **mais** (faz um ângulo menor com a normal), concluímos que \(\sin\theta_2^{\text{violeta}}<\sin\theta_2^{\text{vermelho}}\). Para que a igualdade se mantenha, o fator multiplicador deve ser maior:
\[n_{\text{violeta}}>n_{\text{vermelho}}\]
Assim, a velocidade da luz violeta na água é **menor** que a da vermelha (porque \(v=c/n\)). Portanto, a alternativa correta é a **D**.
Dicas
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Compare qual raio se aproxima mais da normal ao entrar na água.
Lembre-se de que a velocidade da luz em um meio é inversamente proporcional ao índice de refração.
Quanto menor o comprimento de onda, maior costuma ser o índice de refração em líquidos e sólidos transparentes.
Erros Comuns
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Achar que todas as cores têm a mesma velocidade em qualquer meio.
Confundir maior desvio com maior velocidade, quando é justamente o inverso.
Esquecer que a dispersão faz o índice variar com o comprimento de onda.
Revisão
• Lei de Snell: \(n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\).
• Índice de refração \(n\): adimensional; quanto maior, menor a velocidade da luz no meio.
• Dispersão: em substâncias transparentes, \(n\) costuma aumentar quando o comprimento de onda diminui (violeta > vermelho).
• Desvio da luz: maior \(n\) implica maior aproximação da normal.
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