Exercício 8 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2022

Tema: Ondas: som e luz · Do exame 2.ª fase (2022)

Enunciado

8. A Figura 10, que não está à escala, representa uma montagem laboratorial que inclui um espelho e um pentaprisma de vidro transparente.

Um feixe de luz laser, propagando-se inicialmente no ar, é refletido no espelho, entrando no pentaprisma perpendicularmente a uma das suas faces.

Na figura, representa-se ainda parte dos trajetos dos feixes resultantes das sucessivas reflexões e refrações nas faces do prisma.

8.1.

Quando o feixe de luz passa do ar para o pentaprisma,

()

8.2.

A luz no interior do pentaprisma incide com um mesmo ângulo $\alpha$ em duas faces, refletindo-se tal como se representa na Figura 10.

Considere que o índice de refração do vidro que constitui o pentaprisma é $1{,}52$ .

Demonstre que, nestas condições, não ocorre reflexão total da luz no pentaprisma, apresentando todos os cálculos efetuados.

Enunciado: Exercício 8 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2022

Resolução

Segundo os critérios oficiais de classificação

8.1. Quando o feixe de luz passa do ar para o pentaprisma,

Resposta: (A) mantém-se a frequência, mas o módulo da velocidade de propagação diminui.

8.2. Demonstre que, nestas condições, não ocorre reflexão total da luz no pentaprisma, apresentando todos os cálculos efetuados.

Resposta: Como o ângulo de incidência é $\alpha = 22{,}5^\circ$ e o ângulo limite é $\alpha_{\text{lim}} \approx 41{,}1^\circ$ , tem-se $\alpha < \alpha_{\text{lim}}$ , pelo que não ocorre reflexão total.

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