Lâmina de faces paralelas II
Antes de iniciar seus estudos, reflita sobre as questões abaixo, forme suas opiniões e confronte-as com a teoria apresentada em seguida. Suas ideias e sugestões são muito importantes para enriquecer nosso ensino e o seu aprendizado. As imagens vistas através de vidraças e vidros de carro representam as posições exatas na paisagem? Por que cada raio luminoso oblíquo sofre duas refrações e três reflexões, ao incidir num espelho plano real? |
1. A Física e o cotidiano
Os vidros de um automóvel e o espelho retrovisor interno são exemplos de lâminas paralelas, respectivamente transparentes e espelhada.
2. A Física e o mundo
As paredes transparentes no recinto da piscina e os vidros que cobrem os quadros são lâminas de faces paralelas.
3. A Física e o laboratório
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| Trajeto da luz ao atravessar uma lâmina de vidro imersa no ar. Observe que em cada incidência da luz há uma parcela de luz refletida, além da correspondente parcela refratada. |
4. A Física e a evolução de seus conceitos
Considere uma lâmina de faces paralelas de vidro imersa no ar atravessada por um raio de luz monocromática que incide obliquamente numa das faces.
As refrações nas duas faces podem ser equacionadas de acordo com a Lei de Snell-Descartes:
| nar sen i = nvidro sen r |
Desvio lateral
No triângulo ABC, temos:
No triângulo ACD, temos:
Sendo AD a espessura e da lâmina, vem:
De (1) e (2), resulta:
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Exercícios Propostos
1. (UNICID-VUNESP) – Um raio de luz monocromático atravessa uma lâmina de faces paralelas, imersa no ar e confeccionada com material homogêneo. O módulo da velocidade desse raio de luz, conforme o meio em que ele se propaga, está indicada na figura.
O índice de refração absoluto da lâmina é
a) 1,5
b) 2,0
c) 2,5
d) 3,0
e) 4,0
2. (CESGRANRIO) – A figura abaixo ilustra um raio de luz monocromático que se propaga no ar e incide sobre uma lâmina de faces paralelas, delgada e de espessura d, com ângulo de incidência igual a 60°. O raio sofre refração, se propaga no interior da lâmina e, em seguida, volta a se propagar no ar.
Se o índice de refração absoluto do ar é 1,0, então o índice de refração absoluto do material da lâmina é
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
3. (UFRN-Modificado) – Considere um estreito feixe cilíndrico de luz monocromática que incide sob um ângulo de 45° em uma lâmina de vidro de faces planas e paralelas imersa no ar.
Sabendo-se que a espessura da lâmina é de 8,8cm, o índice de refração absoluto do ar e o do vidro são respectivamente 1,0 e 1,5 para a luz considerada, sen 45° = 0,71, sen 28° = 0,47 e cos 28° = 0,88, determine a distância percorrida pelo feixe luminoso no interior da lâmina.
4. (UFPR) – Dependendo das condições do ambiente onde os espelhos devem ser utilizados, eles são fabricados com um material transparente recobrindo a superfície espelhada, com o objetivo de protegê-la. Isto aumenta a vida útil do espelho, mas introduz um deslocamento no ponto onde a luz refletida emerge, se comparado a um espelho não recoberto. A figura abaixo representa o caminho percorrido por um raio luminoso monocromático ao incidir sobre um espelho recoberto superficialmente por um material transparente com espessura d = 2,0 mm e índice de refração absoluto n2. O meio 1 é o ar, com índice de refração absoluto n1 = 1,0 e o meio 2 possui índice de refração absoluto n2 = 
. Na situação mostrada na figura, 
1 = 45°.
Considere sen 45° = cos 45° = /2, sen 30° = 1/2 e cos 30° = 
/2.
Utilizando-se estes dados, calcule a distância D entre a entrada do raio luminoso no meio 2 e sua saída, assim como está indicada na figura.
Gabarito
1. RESOLUÇÃO:
Admitindo-se que o módulo da velocidade da luz no vácuo seja praticamente igual ao valor verificado no ar (Var = 3,0 . 105km/s, indicado no gráfico), tem-se:
Resposta: B
2. RESOLUÇÃO:
Resposta: B
3. RESOLUÇÃO:
4. RESOLUÇÃO:
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