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!
Exercícios de Ondulatória
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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