Questões sobre Ondas e Luz na Física

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1. A natureza da luz é uma questão que preocupa os físicos há muito tempo. No decorrer da história da
Física, houve predomínio ora da teoria corpuscular - a luz seria constituída de partículas - ora da teoria ondulatória - a luz seria uma onda.
a) Descreva, a concepção atual sobre a natureza da luz.
b) Descreva, resumidamente, uma observação experimental que sirva de evidência para a concepção descrita no
item anterior.
2. A sucessão de pulsos representada na figura a seguir foi produzida em 1,5 segundos. Determine a freqüência e o período da onda.
3. Numa enfermaria, o soro fornecido a um paciente goteja à razão de 30 gotas por minuto.
a) Qual é o período médio do gotejamento? (Dê a resposta em segundos)
b) Qual é a frequência média do gotejamento? (Dê a resposta em hertz)
4. Nas últimas décadas, o cinema tem produzido inúmeros filmes de ficção científica com cenas de guerras espaciais, como "Guerra nas Estrelas". Com exceção de "2001, Uma Odisséia no Espaço", estas cenas apresentam explosões com estrondos impressionantes, além de efeitos luminosos espetaculares, tudo isso no espaço interplanetário.
a) Comparando "Guerra nas Estrelas", que apresenta efeitos sonoros de explosão, com "2001, uma Odisséia no Espaço", que não os apresenta, qual deles está de acordo com as leis da Física? Justifique.
b) E quanto aos efeitos luminosos, que todos apresentam? Justifique.
5. Uma piscina tem fundo plano horizontal. Uma onda eletromagnética de frequência 100MHz, vinda de um satélite, incide perpendicularmente sobre a piscina e é parcialmente refletida pela superfície da água e pelo fundo da piscina. Suponha que, para essa frequência, a velocidade da luz na água é 4,0x107 m/s.
a) Qual é o comprimento de onda na água?
b) Quais são as três menores alturas de água na piscina para as quais as ondas refletidas tendem a se cancelar mutuamente?
6. Pesquisas atuais no campo das comunicações indicam que as "infovias" (sistemas de
comunicações entre redes de computadores como a INTERNET, por exemplo) serão capazes de enviar informação através de pulsos luminosos transmitidos por fibras ópticas com a freqüência de 1011 pulsos/segundo.
Na fibra óptica a luz se propaga com velocidade de 2x108 m/s.
a) Qual o intervalo de tempo entre dois pulsos de luz consecutivos?
b) Qual a distância (em metros) entre dois pulsos?
7. O padrão de forma de onda proveniente de um sinal eletrônico está representado na figura a seguir. Notando os valores para as divisões horizontal (1ms) e vertical (500mV), deve-se dizer quanto à amplitude a, ao período t a frequência f da forma de onda que:
a) A = 0,5V; T = 4 ms; F = 250 Hz
b) A = 1,0V; T = 8 ms; F = 125 Hz
c) A = 2,0V; T = 2 ms; F = 500 Hz
d) A = 2,0V; T = 4 ms; F = 250 Hz
e) A = 1,0V; T = 4 ms; F = 250 Hz
8. Um menino, balançando em uma corda dependurada em uma árvore, faz 20 oscilações em um minuto.
Pode-se afirmar que seu movimento tem
a) um período de 3,0 segundos.
b) um período de 60 segundos.
c) uma frequência de 3,0 Hz.
d) uma frequência de 20 Hz.
9. As ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mecânicas, não precisam de um meio material para
se propagar. Considere as seguintes ondas: som, ultra-som, ondas de rádio, microondas e luz.
Sobre essas ondas é correto afirmar que
a) luz e microondas são ondas eletromagnéticas e as outras são ondas mecânicas.
b) luz é onda eletromagnética e as outras são ondas mecânicas.
c) som é onda mecânica e as outras são ondas eletromagnéticas.
d) som e ultra-som são ondas mecânicas e as outras são ondas eletromagnéticas.
10. Numa experiência clássica, coloca-se dentro de uma campânula de vidro onde se faz o vácuo, uma lanterna acesa e um despertador que está despertando. A luz da lanterna é vista, mas o som do despertador não é ouvido. Isso acontece porque
a) o comprimento de onda da luz é menor que o do som.
b) nossos olhos são mais sensíveis que nossos ouvidos.
c) o som não se propaga no vácuo e a luz sim.
d) a velocidade da luz é maior que a do som.
e) o vidro da campânula serve de blindagem para o som mas não para a luz.
11. Entre as afirmativas a seguir, a respeito de fenômenos ondulatórios, assinale a que é FALSA.
a) A velocidade de uma onda depende do meio de propagação.
b) A velocidade do som no ar independe da freqüência.
c) No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas possuem o mesmo período.
d) Ondas sonoras são longitudinais.
e) Ondas sonoras não podem ser polarizadas.
12. A faixa de emissão de rádio em frequência modulada, no Brasil, vai de, aproximadamente, 88 MHz a 108
MHz. A razão entre o maior e o menor comprimento de onda desta faixa é:
a) 1,2
b) 15
c) 0,63
d) 0,81
e) Impossível calcular não sendo dada a velocidade de propagação da onda
13. Para que um corpo vibre em ressonância com um outro é preciso que: 
a) seja feito do mesmo material que o outro; 
b) vibre com a maior amplitude possível; 
c) tenha uma freqüência natural igual a uma das freqüência naturais do outro; 
d) vibre com a maior freqüência possível; 
e) vibre com a menor freqüência. 
14. Duas cordas de violão foram afinadas de modo a emitirem a mesma nota musical. Golpeando-se uma delas, observa-se que a outra também oscila, embora com menor intensidade. Este fenômeno é conhecido por: 
a) batimento 
b) interferência 
c) polarização 
d) ressonância 
e) amortecimento 
15. Emitindo-se determinadas notas musicais através, por exemplo, de um violino, é possível trincar-se à distância uma fina lâmina de cristal. O fenômeno que melhor se relaciona com o fato é: 
a) batimentos 
b) polarização 
c) ressonância 
d) difração 
e) amortecimento 
16. A Ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, ao receber impulsos periódicos do vento, entrou em vibração e foi totalmente destruída. O fenômeno que melhor explica esse fato é: 
a) o efeito Doppler 
b) a ressonância 
c) a interferência 
d) a difração 
e) a refração 
17. Em dias de clássicos futebolísticos que promovem grandes concentrações de populares, teme-se pela segurança do Estádio do Morumbi, em São Paulo, sobretudo nos momentos de gol. A alegria e o entusiasmo dos torcedores, geralmente manifestado por meio de pulos e batidas no chão, faz com que tida a estrutura do estádio vibre. Se essa vibração for mantida por muito tempo, pode levar partes da construção ou mesmo toda ela a desabar, ocasionando uma catástrofe. O fenômeno que melhor explica esse fato é: 
a) difração 
b) interferência 
c) refração 
d) ressonância 
e) polarização 
18. As ondas contornam obstáculos. Isto pode ser facilmente comprovado quando ouvimos e não vemos uma pessoa situada em uma outra sala, por exemplo. O mesmo ocorre com o raio luminoso, embora este efeito seja apenas observável em condições especiais. 
O fenômeno acima descrito é chamado de: 
a) difusão 
b) dispersão 
c) difração 
d) refração 
e) reflexão 
19. Aponte a alternativa correta: 
a) Difração é o fenômeno que consiste de ondas passarem de um meio para outro diferente. 
b) A difração é um fenômeno apresentado exclusivamente por ondas sonoras e luminosas. 
c) A difração pode ser explicada pela Teoria Corpuscular de Newton. 
d) Em idênticas condições, os sons graves difratam mais que os agudos. 
e) As sete cores do espectro luminoso (vermelho, alaranjado, amarelo, verde azul, anil e violeta) difratam-se de modo igual em uma mesma fenda. 
20. A respeito da difração, assinale a opção falsa: 
a) O som se difrata mais do que a luz, porque o seu comprimento de onda é maior. 
b) Os sons graves se difratam mais do que os sons agudos. 
c) A luz vermelha se difrata mais do que a violeta. 
d) Para haver difração em um orifício ou fenda, o comprimento de onda deve ser maior ou da ordem de grandeza das dimensões do orifício ou fenda. 
e) Apenas as ondas longitudinais se difratam. 
21. Luz linearmente polarizada (ou plano-polarizada) é aquela que: 
a) apresenta uma só freqüência; 
b) se refletiu num espelho plano; 
c) tem comprimento de onda menor que o da radiaçãoultravioleta; 
d) tem a oscilação associada a sua onda, paralela a um plano; 
e) tem a oscilação, associada a sua onda, na direção da propagação. 
22. A polarização da luz demonstra que: 
a) a luz não se propaga no vácuo; 
b) a luz é sempre monocromática; 
c) a luz tem caráter corpuscular; 
d) as ondas luminosas são longitudinais; 
e) as ondas luminosas são transversais.
Gabarito
1. 1- A luz possui natureza dupla, tanto onda quanto partícula.
2- Para o efeito fotoelétrico a luz é corpuscular, mas na interferência de Young ela é onda.
2. frequência = 4,0 Hz
período = 0,25Hz
3. a) 2,0 s
b) 0,50 Hz
4. a) O filme 2001 - Uma Odisséia no Espaço, pois no vácuo não há propagação de ondas mecânicas como o
som.
b) Ambos os filmes estão corretos porque a luz é onda eletromagnética que se propaga no vácuo.
5. a) 4,0 . 10-1 m
b) 1,0 . 10-1 m; 3,0 . 10-1; 5,0 . 10-1
6. a) 1 . 10-11 s
b) 2 . 10-3 m
7. [E]
8. [A]
9. [D]
10. [C]
11. [C]
12. [A]
13. [C]
14. [D]
15. [C]
16. [B]
17. [D]
18. [C]
19. [D]
20. [E]
21. [D]
22. [E]