Uma luz verde de frequência f = 6 0 . 1014 hz se propaga no vácuo. determine seu comprimento de onda

Fala, pessoal, tudo beleza?

Neste post, vamos resolver alguns exercícios de Ondulatória, para você arrasar nos vestibulares de São Paulo e no Enem. Importante notar que muitas questões sobre essa matéria são conceituais. Por isso, estude bastante a parte teórica.

Então, sem mais enrolação, vamos lá. Bons estudos!

Questão 1

Analise as seguintes afirmações:

I – Ondas mecânicas se propagam no vácuo, portanto não necessitam de um meio material para se propagarem.

II – Ondas longitudinais são aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de propagação.

III – Ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material para se propagarem.

IV – As ondas sonoras são transversais e não se propagam no vácuo.

Assinale a alternativa que contém todas as afirmações verdadeiras.

a) I e II

b) I e III

c) II e III

d) II e IV

RESOLUÇÃO:

I) Errado. Ondas mecânicas não se propagam no vácuo. Elas precisam de um meio material para sua propagação.

II) Certo. É o que acontece, por exemplo, com as molas. As ondas vibram no mesmo sentido em que se propagam. Outro exemplo é o som nos fluidos (ar e líquidos).

III) Certo. As ondas eletromagnéticas são resultado da vibração do campo elétrico e do campo magnético, não precisando de meio material para se propagarem (isso não quer dizer que se propagam em qualquer meio!).

IV) Errado. Ondas sonoras são longitudinais.

RESPOSTA: C

Questão 2

O comprimento de onda da luz emitida por um laser é de 675 nm no ar, onde a velocidade de propagação de ondas eletromagnéticas é de 3,0 x 108 m/s. Com base nessas informações, pode-se afirmar que a velocidade de propagação e a frequência da luz emitida por esse laser, em um meio onde o comprimento de onda é 450 nm, são, respectivamente

a) 2,0 X 108 m/s e 4,0 X 108 Hz

b) 2,5 X 108 m/s e 4,4 X 1014 Hz

c) 2,0 X 108 m/s e 4,4 X 108 Hz

d) 2,0 X 108 m/s e 4,4 X 1014 Hz

e) 2,5 X 108 m/s e 4,0 X 108 Hz

RESOLUÇÃO:

Antes de tudo, duas observações:

• nano (n) significa 10-9
• no vácuo, toda onda eletromagnética tem a mesma velocidade, que é a velocidade da luz do vácuo (3,0 x 108 m/s)

Podemos começar a resolução calculando a velocidade. Para isso, lembrando que a frequência da luz em um meio é igual à frequência da luz no outro meio (f1 = f2).

Como v = λ . f, ao isolarmos a frequência (f), teremos que f = v / λ. 

Portanto termos que v1 / λ1 = v2 / λ2.

Então:

3 . 108 / 675 = v2 / 450

v2 = 2 . 108 m/s

Encontramos, assim, a nova velocidade. Repare que ela diminuiu, pois toda vez que o comprimento de onda diminui, a velocidade também fica menor. Chegamos, portanto, a um resultado que faz sentido.

Agora vamos calcular a frequência. Para isso, podemos usar a fórmula v = λ . f, pois devemos lembrar que, na refração, a frequência não muda (f1 = f2).

Assim:

v = λ . f

2 . 108 = 450 . 10-9 . f

f = 4,4 . 1014 Hz

RESPOSTA: D

Questão 3

Um feixe de luz apresenta um comprimento de onda igual a 400 nm quando se propaga no vácuo. Ao incidir em um determinado meio X, sua velocidade passa a ser 40% menor que a velocidade de propagação da luz no vácuo. O índice de refração desse meio X e o comprimento de onda do feixe no meio X são, respectivamente,

Dado: velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 . 108 m/s.

a) 4/3 ; 240 nm

b) 4/3 ; 300 nm

c) 5/3 ; 240 nm

d) 5/3 ; 300 nm

e) 3/2 ; 300 nm

RESOLUÇÃO:

Esta questão está misturando óptica e ondulatória. Nesse caso, ela traz o conceito de índice de refração absoluto, que é uma grandeza adimensional. Trata-se de um número que compara duas velocidades: a velocidade da luz no vácuo com a velocidade da luz em outro meio específico: n = c / v.

O primeiro passo é calcular a velocidade do meio X. Repare que o enunciado traz que ela é 40% menor que a velocidade da luz no vácuo. Portanto, temos que: vx = 0,6 . c.

Assim:

nx = c / vx

nx = c / 0,6 . c

nx = 5 / 3

Agora temos que calcular o comprimento de onda no meio X. Para isso, vamos repetir a teoria que as frequências são iguais, ou seja, fvácuo = fx.

Então, teremos que:

vvácuo / λvácuo = vx / λx

c / 400 = 0,6 . c / λx

λx = 240 nm

RESPOSTA: C

Questão 4

Considerando o estudo sobre Ondas e os fenômenos ondulatórios, analise as afirmações abaixo.

I. No fenômeno da reflexão das ondas, o ângulo formado entre o raio de onda incidente e a reta normal à superfície, é sempre igual ao ângulo formado entre o raio de onda refletido e a reta normal à superfície.

II. No fenômeno da refração, a onda passa de um meio para outro, mas a sua velocidade não se altera, o que faz com que o seu comprimento de onda permaneça o mesmo.

III. No fenômeno da difração, as ondas têm a capacidade de contornar obstáculos ou fendas.

IV. No fenômeno da polarização das ondas, a direção de vibração é perpendicular à direção de propagação e ocorre com ondas longitudinais.

Estão corretas apenas as afirmativas

a) I e II.

b) II, III e IV.

c) I e III.

d) I, II e IV.

RESOLUÇÃO:

I) Certo. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão (i = r), e isso não vale apenas para a luz, mas para qualquer onda.

II) Errado. Na refração, temos que v = λ . f. A única coisa que não se altera é a frequência, que se mantém constante. Já a velocidade e o comprimento de onda se alteram e, inclusive, são diretamente proporcionais.

III) Certo. Difratar significa encurvar-se.

IV) Errado. A polarização só acontece com ondas transversais. Ou seja, dá para polarizar a luz, mas não dá para polarizar o som.

RESPOSTA: C

Espero que você tenha entendido um pouco melhor como resolver exercícios de Ondulatória. Para conferir a resolução dessas e de muitas outras questões, com revisão teórica incluída, assista à minha aula:

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