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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)

Questão discursiva 30 — Física: Óptica Geométrica — Refração

Física Óptica Geométrica — Refração

Discursiva ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2017 — Física · Questão 30

Resposta de referência elaborada por resolução técnica — não é o padrão da banca

Texto-base:
Quando precisar use os seguintes valores para constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s². Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Conversão de unidade: 1,0 cal = 4,2 J. Massa específica da água: 1g/cm³. Massa da Terra: 6,0 × 10²⁴kg. Raio da Terra: 6,4 × 10⁶m. Constante de Boltzman: k_B = 1,4 × 10⁻²³J/K. Constante dos gases: R = 8,3 J/mol.K. Massa atômica de alguns elementos químicos: M_C = 12 u, M_O = 16 u, M_N = 14 u, M_Ar = 40 u, M_Ne = 20 u, M_He = 4 u. Velocidade do som no ar: 340 m/s. Massa específica do mercúrio: 13,6 g/cm³. Permeabilidade magnética do vácuo: 4π × 10⁻⁷ Tm/A. Constante de Gravitação universal G = 6,7 × 10⁻¹¹m³/kg.s².

A figura mostra uma lente semiesférica no ar de raio R = √3/2 m com índice de refração n = √3. Um feixe de luz paralelo incide na superfície plana, formando um ângulo de 60° em relação a x.

Lente semiesférica com a face plana vertical e o centro na origem do eixo x; raios paralelos incidem na face plana vindos de baixo e da esquerda, inclinados em relação ao eixo x; um anteparo semicircular de raio 2R, concêntrico, envolve a lente; θ é o ângulo medido a partir do eixo x.
  1. a)
    Indique se há raio refratado saindo da lente paralelamente aos incidentes.
  2. b)
    Se houver, ele incide a que distância do centro da lente?
  3. c)
    Para quais ângulos θ será iluminado o anteparo esférico de raio 2R de mesmo centro da lente?

As Questões de 21 a 30 devem ser resolvidas no caderno de soluções.

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