FAMERP 2023: Uma fonte emite um feixe de luz que incide na superfície plana de separação de dois meios, 1 e 2, formando ângulo de 30º

FAMERP 2023: Uma fonte emite um feixe de luz que incide na superfície plana de separação de dois meios, 1 e 2, formando ângulo de 30º com a reta normal à superfície de separação dos meios. Parte do feixe sofre reflexão e parte sofre refração, como mostrado na figura.

a) Determine o valor do ângulo de reflexão, θ, em graus, e a distância d da imagem da fonte até a superfície de separação dos dois meios, em centímetros, justificando suas respostas com base nas leis da reflexão da luz e na formação de imagens.

b) Sabendo que a velocidade de propagação da luz no vácuo é 300000 km/s, que o índice de refração absoluto do meio 1 é 1,0, que sen 30º = 0,50 e que sen δ = 0,20, calcule o índice de refração absoluto do meio 2 e a velocidade de propagação da luz, em km/s, nesse meio.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

a) (I) O ângulo de reflexão é θ = 30°, já que o ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência (2ª Lei da Reflexão).

(II) A distância pedida é d = 80 cm.

A interface de separação dos meios 1 e 2 opera como um espelho plano e, nesses espelhos, a imagem é simétrica do objeto em relação à superfície refletora.

2) (I) Cálculo do índice de refração absoluto do meio 2 (Lei de Snell):

n2 sen δ = n1 sen i ⇔ n2 . 0,20 = 1,0 . 0,50

Da qual:

n2 = 2,5

(II) A intensidade da velocidade de propagação da luz no meio 2 fica determinada fazendo-se: