Física · FGV · 2024 | Questão sqc-fg085454

FísicaÓtica

Código: fg085454
Banca: FGV
Órgão: INPE
Ano: 2024
Nível: Superior

Cargo: Tecnologista Júnior I - Desenvolvimento de Sistemas Ópticos para Sensores e Instrumentos Espaciais

Estudantes de engenharia receberam a tarefa de construir um prisma para a verificação da dispersão da luz. Estavam disponíveis para os estudantes os materiais transparentes apresentados na figura a seguir. Imagem associada para resolução da questão

Imagem associada para resolução da questão

A figura mostra a variação do índice de refração em função do comprimento de onda dos materiais, sendo o menor comprimento de onda pertencendo a luz violeta e o maior comprimento de onda pertencendo a luz vermelha, ambas as cores nas extremidades esquerda e direita da figura, respectivamente. O eixo horizontal mostra o comprimento de onda da luz no vácuo.Os estudantes decidiram escolher o material que apresentasse a maior dispersão. Portanto, o material escolhido pelos estudantes foi o

Aquartzo fundido.
Bvidro crown silicato.
Cquartzo.
Dvidro flint borato.
Evidro flint silicato.

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GabaritoE — vidro flint silicato.

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Dispersão da Luz em Prismas

Gabarito: letra E. O material com maior dispersão é aquele cujo índice de refração varia mais intensamente com o comprimento de onda. No gráfico, a curva do vidro flint silicato apresenta a maior inclinação (maior variação de $n$ entre os extremos do espectro visível), o que o torna o mais adequado para produzir a dispersão máxima.

A banca testa a interpretação do gráfico de índice de refração versus comprimento de onda. Dispersão é a taxa de variação $\Delta n / \Delta \lambda$ – quanto mais inclinada a curva, maior a dispersão. O vidro flint silicato (curva mais alta no gráfico) também é o que mais se inclina, conforme a tendência dos vidros flint (alta dispersão) em comparação com crown e quartzo.

{"tipo": "funcao", "expr": "x**2 - 4", "xmin": -3, "xmax": 3, "marcar": [-2, 2]}

Alternativa A — ❌ Incorreta

O quartzo fundido é um material de baixa dispersão (curva quase horizontal no gráfico). Sua variação de índice é pequena, gerando pouca separação das cores.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O vidro crown silicato tem dispersão moderada, menor que a dos vidros flint. A curva é menos inclinada que a do flint silicato.

Alternativa C — ❌ Incorreta

O quartzo (cristalino) tem comportamento similar ao quartzo fundido: baixa dispersão, curva com pequena inclinação.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O vidro flint borato possui dispersão significativa, porém ainda inferior à do vidro flint silicato. No gráfico, sua curva está abaixo da do flint silicato e com declive ligeiramente menor.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O vidro flint silicato apresenta a maior variação do índice de refração com o comprimento de onda (curva mais inclinada). Isso maximiza o ângulo de dispersão, sendo a escolha ideal para o experimento.

NÃO CAIA NESSA!

O aluno pode confundir "maior índice" com "maior dispersão". O vidro flint silicato tem o maior índice em toda a faixa, mas o que importa é a inclinação da curva. A banca explora essa confusão: alguns alunos podem escolher o quartzo por ter menor índice e pensar que a variação é maior, mas na prática a maior dispersão vem do material com maior declive.

Gabarito: letra E

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