Lição de casa da aula: Caminhos de Raio de Luz Refratados Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a analisar a refração que envolve vários limites, vários raios e limites em ângulos arbitrários entre si.

Questão 1

Um raio de luz que viaja no ar com um índice de refração de 1,0 é refratado pelo prisma mostrado no diagrama, que é feito de uma substância com um índice de refração de 1,6. Qual é a medida do ângulo 𝜃?

Questão 2

Dois raios de luz viajam pelo ar e são incidentes em uma camada de vidro, como mostrado no diagrama. Os raios passam através da camada de vidro e chegam ao mesmo ponto, a partir do qual passam por uma camada de plástico. Dois raios emergem da camada plástica. O raio que segue o caminho do raio incidente I segue o caminho do raio emergente I ou do raio emergente II?

  • ARaio emergente I
  • BRaio emergente II

Questão 3

Dois raios que estão inicialmente a propagar-se em ar que tem um índice de refração de 1,0 incidem em lados diferentes de um prisma triangular, cujas bases são triângulos retângulos, formado por uma substância que tem um índice de refração de 1,45.

Qual é o ângulo entre o raio emergente que se segue a trajetória do raio incidente I e a normal à superfície da qual emerge?

Qual é o ângulo entre o raio emergente que segue a trajetória do raio incidente II e a normal à superfície da qual emerge?

Questão 4

Um raio de luz passa do ar para um objeto que contém uma região com um índice de refração de 1,6 e uma região com um índice de refração de 1,4, seguindo o caminho apresentado no diagrama. Qual é a razão do tempo que o raio de luz demora a passar pela região com 𝑛=1,6 para o tempo que demora a passar pela região com 𝑛=1,4?

Questão 5

Um raio de luz propaga-se no ar que tem um índice de refração 𝑛=1,0. O raio incidente na superfície de um plástico num ângulo 47 da normal à superfície. O plástico tem um índice de refração 𝑛=1,35 e prolonga-se por uma distância 𝑦 perpendicular à superfície de 2,2 mm. Paralela à camada de plástico está uma camada de vidro que tem um índice de refração 𝑛=1,5 e um comprimento 𝑦=1,9mm perpendicular à superfície. Determine a distância Δ𝑥 paralela à superfície do plástico a partir do ponto no qual o raio entra o plástico ao ponto em que o raio emerge do vidro.

Questão 6

Um raio de luz segue o caminho mostrado no diagrama através de um prisma, movendo-se do ar com um índice de refração de 1,0 para o vidro com um índice de refração de 1,5. Determine 𝜃, sabendo que os dois ângulos não marcados do prisma são iguais um ao outro.

Questão 7

Dois raios de luz, o raio I e o raio II, propagam-se antiparalelamente um ao outro, como se mostra no diagrama. Os raios propagam-se no ar que tem um índice de refração de 1,0 e, num instante 𝑡, ambos os raios incidem em lados opostos de um objeto com 2,5 cm de comprimento que consiste em duas camadas formadas por substâncias que têm índices de refração de 𝑛=1,3 e de 𝑛=1,5. No instante em que o raio II emerge no ar novamente, qual foi a distância percorrida pelo raio I no ar desde o instante 𝑡?

Questão 8

Dois raios de luz, raio I e raio II, viajam pelo ar que tem um índice de refração de 1,0. Os dois raios incidem na superfície de uma camada de plástico que possui índice de refração de 1,25 e cuja espessura Δ𝑦 é 7,2 mm. Ambos os raios emergem da camada de plástico no mesmo ponto. Raio II é incidente a uma distância de Δ𝑥=3,2mm à direita do ponto onde o raio I incide, ambos na mesma superfície. O raio I incide em um ângulo de 𝜃=49 à linha normal à superfície do plástico e o raio II incide em um ângulo de 𝜃 para a mesma linha.

Qual é o ângulo de incidência 𝜃 do raio II?

Qual é a diferença de ângulo Δ𝜃 entre o raio I e o raio II quando emergem da camada de plástico?

Qual é a diferença de ângulo Δ𝜃 entre o raio I e o raio II quando eles viajam através da camada de plástico?

Questão 9

Um raio de luz viajando no ar entra em um bloco de plástico em um ângulo de 76 para a normal para uma superfície do bloco e sai do bloco em um ângulo 𝜃 para outra superfície do bloco, conforme mostrado no diagrama. O bloco tem um índice de refração uniforme. Encontre o valor de 𝜃.

Questão 10

Um raio de luz que se propaga no ar e que tem um índice de refração de 1,0 incide na superfície de um vidro que tem um índice de fração de 1,5, atingindo a superfície num ângulo de 𝜃=65 da normal à superfície. O raio passa pelo vidro e entra numa camada de plástico com índice de refração de 1,3. O raio emerge do plástico de volta ao ar por um dos lados da camada de plástico que é perpendicular ao lado da camada de plástico em que o raio entrou, como se mostra no diagrama. O ângulo entre a trajetória do raio que emerge do plástico e a superfície do plástico de onde o raio emerge é 𝜃. Qual é a razão de 𝜃 para 𝜃?

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