As Cores dos Corpos: refração, refringência e velocidade da luz. É Física Enem.

Qual é a sua cor favorita? Como a distinguimos de outras cores? Você sabia que na verdade, a cor que enxergamos é a reflexão de uma parte não absorvida de um corpo? Revise física para gabaritar o Enem!

Revisão de Física Enem: Veja o comportamento da luz, entenda o que provoca a percepção das cores, e veja os fenômenos da refração e da refringência.

De acordo com sua cor, a luz pode ser classificada como Monocromática ou Policromática. Chama-se luz monocromática aquela composta de apenas uma cor, como por exemplo, a luz amarela emitida por lâmpadas de sódio. Veja!

Denomina-se luz policromática aquela constituída por uma combinação de duas ou mais cores monocromáticas. Um exemplo disso é a luz branca emitida pelo sol ou por lâmpadas comuns.1

Usando-se um prisma é possível decompor a luz policromática nas luzes monocromáticas que a formam, o que não é possível para as cores monocromáticas, como o vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Veja um exemplo abaixo:

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Fonte: https://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1366&bih=667&q=cores+do+arco+iris&oq=cores+do+ar&gs_l=img.3.0.0l10.21.627.0.2754.4.4.0.0.0.0.181.478.0j3.3.0….0…1ac.1.64.img..1.3.475.M8Inn6XsPZg#hl=pt-BR&tbm=isch&q=prisma+decompondo+a+luz&imgrc=lTadUFI-bxM0SM%3A

Um exemplo da composição das cores monocromáticas que formam a luz branca é o disco de Newton, que é uma experiência composta de um disco com as sete cores do espectro visível, que ao girar em alta velocidade, “recompõe” as cores monocromáticas, formando a cor policromática branca.

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Cor de um corpo

Ao nosso redor é possível distinguir várias cores, mesmo quando estamos sob a luz do Sol, que é branca.

Esse fenômeno acontece, pois quando é incidida luz branca sobre um corpo de cor verde, por exemplo, este absorve todas as outras cores do espectro visível, refletido de forma difusa apenas o verde, o que torna possível distinguir sua cor.

Por isso, um corpo de cor branca é aquele que reflete todas as cores, sem absorver nenhuma, enquanto um corpo de cor preta absorve todas as cores sobre ele incididas, sem refletir nenhuma, o que causa aquecimento. É isso mesmo, a sensação de aquecimento em um corpo com a cor preta é justamente devido a esta absorção.

Luz – Velocidade

Há muito tempo é conhecido que a luz faz parte de um grupo de ondas, chamado de ondas eletromagnéticas, sendo uma das características que reúne este grupo a sua velocidade de propagação.

A velocidade da luz no vácuo, mas que na verdade se aplica a diversos outros fenômenos eletromagnéticos como raios-x, raios gama, ondas de rádio e tv, é caracterizada pela letra c, e tem um valor aproximado de 300 mil quilômetros por segundo, ou seja:

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No entanto, nos meios materiais, a luz se comporta de forma diferente, já que interage, ou seja,   a matéria existente no meio provoca alterações em sua ação. Em qualquer um destes meios a velocidade da luz v é menor que c.

Em meios diferentes do vácuo também diminui a velocidade conforme aumenta a frequência. Assim a velocidade da luz vermelha é maior que a velocidade da luz violeta, por exemplo.

Índice de refração absoluto

Para o entendimento completo da refração convém a introdução de uma nova grandeza que relacione a velocidade da radiação monocromática no vácuo e em meios materiais, esta grandeza é o índice de refração da luz monocromática no meio apresentado, e é expressa por:

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Onde é o índice de refração absoluto no meio, sendo uma grandeza adimensional.

É importante observar que o índice de refração absoluto nunca pode ser menor do que 1, já que a maior velocidade possível em um meio é c, se o meio considerado for o próprio vácuo.

Para todos os outros meios materiais n é sempre maior que 1.

Alguns índices de refração muito utilizados e que podem te ajudar a entender o tema:

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Índice de Refração Relativo entre dois meios

Denomina-se índice de refração relativo entre dois meios, a relação entre os índices de refração absolutos de cada um dos meios, assim podemos concluir que:

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Mas, como sabemos:

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A partir disto, podemos unir as relações matemáticas e escrever:

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Portanto:

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Veja que o índice de refração relativo, entre dois meios, pode ter qualquer valor positivo, inclusive menores ou iguais a 1.

Refringência

Dizemos que um meio é mais refringente que outro quando seu índice de refração é maior que do outro. Ou seja, podemos concluir que o etanol é mais refringente que a água.

De outra maneira, podemos dizer que um meio é mais refringente que outro quando a luz se propaga por ele com velocidade menor que no outro.

Veja um pequeno vídeo no youtube, para você fixar o assunto: https://www.youtube.com/watch?v=_vHZXviitJk

 

Agora abaixo você tem exercícios sobre as Cores do Corpo. Eles já possuem as respostas, mas eu desafio você. Tente encontrar outras formas de resolver as questões, compare as duas, verifique as diferenças e post aqui no Blog. Tenho absoluta certeza de que você irá aprender muito mais assim. Um abração e nos encontramos aqui no Blog do ENEM.

 EXERCÍCIOS

 1 – (UEL-PR-09) A faixa de radiação eletromagnética perceptível dos seres humanos está compreendida entre o intervalo de 400 a 700 nm.

Considere as afirmativas a seguir.

I – A cor é uma característica somente da luz absorvida pelos objetos;

II – Um corpo negro ideal absorve toda a luz incidente, não refletindo nenhuma onda eletromagnética;

III – A frequência de uma determinada cor (radiação eletromagnética) é sempre a mesma;

IV – A luz ultravioleta tem energia maior do que a luz infravermelha.

 

Assinale a alternativa CORRETA:

 

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.

b) Somente as afirmativas I e III são corretas.

c) Somente as afirmativas II e IV são corretas.

d) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas.

e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

 

2 – (ENEM 2014) É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das cores-luz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul.

Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos?

 

a) Ciano. b) Verde. c) Amarelo.   d) Magenta.   e) Vermelho.

 

3 – (ENEM 2014) As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados.

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Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos?

 

a) 1 b) 2                 c) 3                 d) 4                e) 5

 

4 – (ENEM-MEC-2014) Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor.

WENDLlNG. M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br.Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado).

A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência:

 

a) da luz visível

b) do ultravioleta.

c) do infravermelho.

d) das micro-ondas.

e) das ondas longas de rádio.

 

GABARITO

 

1 – E              2 –  D             3 – C              4 –  C

 

Os textos e imagens acima, foram elaborados, pelo Professor Wesley Oliveira, para o Blog do Enem. Wesley é formado em Física, pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, e em Matemática pela UNISA – Universidade de Santo Amaro – São Paulo. Ministra aulas de Física e Matemática em escolas de São Paulo e da grande Florianópolis desde 2000. Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100011187033321