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Exercícios sobre velocidade da luz

Esta lista de exercícios trata da velocidade da luz e do que a determina. Resolvendo-a, você revisará o conteúdo de óptica bem como aspectos teóricos do eletromagnetismo.

Questão 1

Com relação à velocidade de propagação da luz e de outras ondas eletromagnéticas, faz-se as seguintes afirmações:

I - A luz propaga-se no vácuo com uma velocidade de, aproximadamente, 300.000 km/s.

II - A velocidade de propagação da luz depende do observador.

III - A velocidade da luz não depende do meio em que ela se propaga.

IV - A velocidade da luz é diretamente proporcional ao índice de refração do meio em que ela se propaga.

Estão corretas:

a) I e III

b) II e III

c) III e IV

d) I e IV

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Questão 2

Um feixe de luz policromático é refratado através de um meio óptico transparente, sofrendo, assim, uma mudança em sua direção bem como em sua velocidade de propagação. Sobre esse fenômeno, faz-se as seguintes afirmações. Está correto aquilo que se afirma apenas na alternativa:

a) Durante a refração, somente a velocidade de propagação do feixe muda.

b) Durante a refração, apenas a velocidade de propagação e o comprimento de onda do feixe mudam.

c) Durante a refração, somente a frequência do feixe de luz é alterada.

d) Durante a refração, somente a intensidade do feixe de luz é alterada.

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Questão 3

Uma luz policromática é refratada através de um meio transparente e homogêneo, cujo índice de refração é igual a 2,4. Com relação a esse fenômeno, assinale a alternativa incorreta:

a) Todas as frequências que formam essa luz propagam-se com a mesma velocidade dentro desse meio.

b) A velocidade da luz no interir desse meio é menor que a velocidade da luz no vácuo.

c) Cada frequência que compõe essa luz é refratada de acordo com um índice de refração diferente.

d) Se a luz incidir sobre esse meio de forma perpendicular à sua superfície, ela ainda sofrerá refração.

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Questão 4

A velocidade com que a luz propaga-se no vácuo é uma das constantes da física. Ela não depende de quem observa a passagem da luz, mas sim de outras constantes mais fundamentais, como:

a) A constante de rigidez dielétrica e a constante da gravitação universal

b) A elásticidade e a densidade do meio

c) A permissividade elétrica e a permeabilidade magnética do vácuo

d) A constante de Boltzmann e a constante de Avogadro

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra d

Resolução:

A velocidade de propagação da luz depende do meio em que ela se propaga, essa dependência, por sua vez, é definida pelo índice de refração da luz. Quanto maior for esse índice, menor será a velocidade da luz nesse meio, portanto, o índice de refração e a velocidade de propagação da luz são grandezas inversamente proporcionais entre si. Dessa forma, a alternativa correta é a letra “d”.

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Resposta Questão 2

Letra b

Resolução:

No fenômeno físico conhecido como refração, a velocidade de propagação e o comprimento da luz mudam de forma inversamente proporcional, isto é, se a velocidade da luz aumenta, seu comprimento de onda diminui, entretanto, a frequência da luz permanece constante. Portanto, a alternativa correta é a letra “b”.

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Resposta Questão 3

Letra a

Resolução:

O índice de refração do meio é o que determina com qual velocidade a luz propaga-se em seu interior, ademais, o índice de refração depende da frequência da luz. Assim sendo, se uma luz policromática é refratada, suas diferentes frequências serão refratadas de forma diversa, com uma velocidade específica. Portanto, a alternativa incorreta é a letra “a”.

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Resposta Questão 4

Letra c

Resolução:

A velocidade da luz no vácuo pode ser calculada por meio desta fórmula, confira:

Em que, ε0 e μ0 são, respectivamente, as contantes de permeabilidade elétrica e de permissivade magnética do vácuo, logo, a alternativa correta é a letra “c”.

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