Difração
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Difração com questões de Vestibulares.
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01. (UFRGS) Considere as afirmações abaixo, sobre o fenômeno da difração.
I - A difração é um fenômeno ondulatório que ocorre apenas com ondas sonoras.
II - A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto menor for a largura da fenda.
III- A difração que ocorre quando uma onda atravessa uma fenda é tanto mais acentuada quanto maior for o comprimento de onda da onda.
Quais estão corretas?
- Apenas I.
- Apenas II.
- Apenas I e III.
- Apenas II e III.
- I, II e III.
Resposta: D
Resolução:
02. (UFRN) Estudantes interessados em analisar a natureza dual da luz preparavam uma apresentação para uma Feira de Ciências com três experimentos, conforme mostrados nas Figuras abaixo.
• o 1º experimento mostra a difração da luz ao passar por uma fenda estreita;
• o 2º experimento mostra o efeito fotoelétrico caracterizado pela geração de corrente elétrica a partir da incidência de luz sobre uma célula fotoelétrica; e
• o 3º experimento mostra o efeito da polarização da luz ao fazê-la incidir sobre filtros polarizadores.
A partir desses experimentos, é correto afirmar que
- o efeito fotoelétrico e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a difração evidencia a natureza corpuscular da luz.
- a polarização e a difração evidenciam a natureza corpuscular da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza ondulatória da luz.
- a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz.
- o efeito fotoelétrico e a difração evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a polarização evidencia a natureza corpuscular da luz.
Resposta: C
Resolução:
A resposta correta é a (C), a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz.
A difração e a polarização são fenômenos que só podem ser explicados pela natureza ondulatória da luz. A difração é o fenômeno de curvatura de uma onda ao passar por um obstáculo ou abertura. A polarização é o fenômeno de separação das ondas eletromagnéticas em componentes que vibram em uma única direção.
O efeito fotoelétrico é um fenômeno que só pode ser explicado pela natureza corpuscular da luz. No efeito fotoelétrico, a luz é capaz de arrancar elétrons de uma superfície metálica, o que só é possível se a luz for composta de partículas com energia suficiente para vencer a força de atração entre os elétrons e o metal.
Portanto, a alternativa (C) é a correta.
Explicação detalhada:
Difração: a difração é um fenômeno que ocorre quando uma onda passa por um obstáculo ou abertura. No caso da luz, a difração pode ser observada quando um feixe de luz é direcionado para uma fenda estreita. O feixe de luz se espalha, formando um padrão de interferência na tela.
Polarização: a polarização é o fenômeno de separação das ondas eletromagnéticas em componentes que vibram em uma única direção. No caso da luz, a polarização pode ser observada quando a luz é filtrada por um polarizador.
Efeito fotoelétrico: o efeito fotoelétrico é um fenômeno que ocorre quando a luz incide sobre uma superfície metálica, arrancando elétrons dessa superfície. O efeito fotoelétrico só ocorre se a luz tiver frequência suficiente para vencer a força de atração entre os elétrons e o metal.
A partir desses experimentos, podemos concluir que a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz.
03. (UEA) Em determinadas situações de propagação, ondas conseguem se desviar, contornar obstáculos, se espalhar ou passar por fendas em seu caminho. Esse fenômeno é chamado difração e ocorre quando o comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza das dimensões do obstáculo ou da fenda por onde ela passa. Dessa forma, o fenômeno da difração explica o fato
- da luz propagando-se pelo ar conseguir atravessar a fronteira ar-água e passar a propagar-se pela água de uma piscina.
- de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
- dos sinais de duas emissoras com frequências parecidas se misturarem, reduzindo a nitidez do som.
- da formação de um arco-íris no céu, em determinados dias em que ocorre chuva com sol.
- de ser possível ouvir o eco da própria voz quando se grita em um lugar aberto.
Resposta: B
Resolução:
A resposta correta é a (B), de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
O fenômeno da difração explica a formação de imagens de objetos atrás de obstáculos ou aberturas. No caso de uma pessoa falando fora de um quarto, a difração da onda sonora permite que a voz da pessoa seja ouvida dentro do quarto, mesmo que a pessoa esteja atrás da porta.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (A) está incorreta porque a difração não explica a refração. A refração é o fenômeno de mudança de direção de uma onda ao passar de um meio para outro.
A alternativa (C) está incorreta porque a difração não explica a interferência. A interferência é o fenômeno de interação entre duas ou mais ondas.
A alternativa (D) está incorreta porque a difração não explica a reflexão. A reflexão é o fenômeno de retorno de uma onda ao meio de origem após colidir com uma superfície.
A alternativa (E) está incorreta porque a difração não explica o eco. O eco é o fenômeno de reflexão de uma onda sonora.
Explicação detalhada:
O fenômeno da difração ocorre quando uma onda passa por um obstáculo ou abertura. No caso da onda sonora, a difração ocorre quando a onda sonora passa por uma porta aberta. A difração da onda sonora permite que a voz da pessoa seja ouvida dentro do quarto, mesmo que a pessoa esteja atrás da porta.
A difração da onda sonora é mais acentuada quanto menor for o comprimento de onda da onda sonora. No caso da voz humana, o comprimento de onda da onda sonora é da ordem de grandeza de alguns centímetros. Portanto, a difração da onda sonora é bastante acentuada, o que permite que a voz da pessoa seja ouvida dentro do quarto, mesmo que a pessoa esteja atrás da porta.
A onda sonora se propaga pelo quarto em todas as direções. Quando a onda sonora passa pela porta aberta, ela sofre difração e se espalha pelo quarto. A difração da onda sonora permite que a voz da pessoa seja ouvida dentro do quarto, mesmo que a pessoa esteja atrás da porta.
04. (ITA) Luz monocromática, com 500 nm de comprimento de onda, incide numa fenda retangular em uma placa, ocasionando a dada figura de difração sobre um anteparo a 10 cm de distância. Então, a largura da fenda é
- 1,25 µm
- 2,50 µm.
- 5,00 µm.
- 12,50 µm.
- 25,00 µm.
Resposta: C
Resolução:
5. (Enem 2011) Ao diminuir o tamanho de um orifı́cio atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifı́cio, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.
Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?
- Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
- Ao girar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
- Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
- Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
- Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.
Resposta: B
Resolução:
06. (UEA) Em determinadas situações de propagação, ondas conseguem se desviar, contornar obstáculos, se espalhar ou passar por fendas em seu caminho. Esse fenômeno é chamado difração e ocorre quando o comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza das dimensões do obstáculo ou da fenda por onde ela passa. Dessa forma, o fenômeno da difração explica o fato
- de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
- da formação de um arco-íris no céu, em determinados dias em que ocorre chuva com sol.
- de ser possível ouvir o eco da própria voz quando se grita em um lugar aberto.
- da luz propagando-se pelo ar conseguir atravessar a fronteira ar-água e passar a propagar-se pela água de uma piscina.
- dos sinais de duas emissoras com frequências parecidas se misturarem, reduzindo a nitidez do som.
Resposta: A
Resolução: O fenômeno da difração ocorre quando o comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza das dimensões do obstáculo ou fenda por onde a onda passa. Isso faz com que as ondas se espalhem, contornem obstáculos e se difundam de várias maneiras.
Dentre as opções dadas, a difração explica:
A) de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la. Isso ocorre porque o som pode sofrer difração ao contornar a porta.
07. (UFCE) Para que ocorra difração, a onda deve encontrar:
- um obstáculo de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
- uma fenda de dimensões muito maiores que seu comprimento de onda.
- uma fenda de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
- uma fenda ou obstáculo de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda.
Resposta: D
Resolução:
A resposta correta é a (D), uma fenda ou obstáculo de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda.
A difração ocorre quando uma onda encontra um obstáculo ou abertura. A difração é mais acentuada quanto maior for a relação entre o comprimento de onda da onda e as dimensões do obstáculo ou abertura.
Se o comprimento de onda da onda for muito menor que as dimensões do obstáculo ou abertura, a difração será pouco acentuada ou imperceptível.
Se o comprimento de onda da onda for muito maior que as dimensões do obstáculo ou abertura, a difração não ocorrerá.
Portanto, a difração ocorre quando a onda encontra um obstáculo ou abertura de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (A) está incorreta porque a difração não ocorre quando o obstáculo ou abertura é muito menor que o comprimento de onda da onda.
A alternativa (B) está incorreta porque a difração não ocorre quando o obstáculo ou abertura é muito maior que o comprimento de onda da onda.
A alternativa (C) está incorreta porque a difração ocorre quando o obstáculo ou abertura é da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda da onda.
08. (UFSM) A____________ é o fenômeno pelo qual a luz entorna os obstáculos, desviando-se de sua trajetória retilínea.
A__________ ocorre apenas em ondas transversais, como a luz.
A__________ é o fenômeno pelo qual a luz é decomposta nas suas componentes monocromáticas.
Selecione a alternativa que completas corretamente as lacunas:
- difração, dispersão, absorção.
- dispersão, absorção, polarização.
- polarização, dispersão, absorção.
- difração, polarização, dispersão.
- polarização, absorção, dispersão.
Resposta: D
Resolução:
08. (UFSM) A difração é o fenômeno pelo qual a luz entorna os obstáculos, desviando-se de sua trajetória retilínea.
A polarização ocorre apenas em ondas transversais, como a luz.
A dispersão é o fenômeno pelo qual a luz é decomposta nas suas componentes monocromáticas.
09. (UFC) Para que ocorra difração, a onda deve encontrar
- um obstáculo de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
- uma fenda de dimensões muito maiores que seu comprimento de onda.
- uma fenda de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
- uma fenda ou obstáculo de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda
Resposta: D
Resolução:
A resposta correta é a (D), uma fenda ou obstáculo de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda.
A difração é o fenômeno de curvatura de uma onda ao passar por um obstáculo ou abertura. A difração é mais acentuada quanto maior for a relação entre o comprimento de onda da onda e as dimensões do obstáculo ou abertura.
Se o comprimento de onda da onda for muito menor que as dimensões do obstáculo ou abertura, a difração será pouco acentuada ou imperceptível.
Se o comprimento de onda da onda for muito maior que as dimensões do obstáculo ou abertura, a difração não ocorrerá.
Portanto, a difração ocorre quando a onda encontra um obstáculo ou abertura de dimensões da mesma ordem de grandeza do seu comprimento de onda.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (A) está incorreta porque a difração não ocorre quando o obstáculo ou abertura é muito menor que o comprimento de onda da onda.
A alternativa (B) está incorreta porque a difração não ocorre quando o obstáculo ou abertura é muito maior que o comprimento de onda da onda.
A alternativa (C) está incorreta porque a difração ocorre quando o obstáculo ou abertura é da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda da onda.
Explicação detalhada:
A difração ocorre quando uma onda passa por um obstáculo ou abertura. No caso da luz, a difração pode ser observada quando um feixe de luz é direcionado para uma fenda estreita. O feixe de luz se espalha, formando um padrão de interferência na tela.
A difração da luz é mais acentuada quanto menor for o comprimento de onda da luz. A luz visível tem um comprimento de onda da ordem de grandeza de alguns nanômetros.
Para que a difração da luz seja observada, é necessário que a fenda seja estreita o suficiente para que o comprimento de onda da luz seja da mesma ordem de grandeza da largura da fenda.
Por exemplo, se a fenda tiver uma largura de 100 nanômetros, a difração da luz visível será observada. Se a fenda tiver uma largura de 10 micrômetros, a difração da luz visível não será observada.
A figura a seguir ilustra o fenômeno da difração da luz por uma fenda estreita.
[Imagem de um feixe de luz passando por uma fenda estreita e formando um padrão de interferência na tela.]
O feixe de luz é difratado pela fenda estreita, formando um padrão de interferência na tela. O padrão de interferência é formado por franjas claras e escuras, que são causadas pela interferência entre as ondas de luz que passaram pela fenda.
10. (UFG) Uma estação de rádio emite ondas médias na faixa de 1 MHz com comprimento de onda de 300 m. Essa radiação contorna facilmente obstáculos como casas, carros, árvores, etc., devido ao fenômeno físico da
- difração.
- refração.
- reflexão.
- interferência.
- difusão.
Resposta: A
Resolução:
A difração é o fenômeno de curvatura de uma onda ao passar por um obstáculo ou abertura. A difração é mais acentuada quanto maior for a relação entre o comprimento de onda da onda e as dimensões do obstáculo ou abertura.
No caso das ondas médias de rádio, o comprimento de onda é de 300 m. Esse comprimento de onda é da mesma ordem de grandeza das dimensões de obstáculos como casas, carros e árvores. Portanto, a difração das ondas médias de rádio é acentuada, o que permite que elas contornem esses obstáculos.
As demais alternativas são incorretas:
A alternativa (B), refração, é o fenômeno de mudança de direção de uma onda ao passar de um meio para outro. No caso das ondas médias de rádio, a refração é um fenômeno desprezível, pois as ondas médias de rádio são ondas eletromagnéticas, que se propagam na mesma velocidade em todos os meios.
A alternativa (C), reflexão, é o fenômeno de retorno de uma onda ao meio de origem após colidir com uma superfície. No caso das ondas médias de rádio, a reflexão é um fenômeno importante, pois é responsável pela propagação das ondas médias de rádio.
A alternativa (D), interferência, é o fenômeno de interação entre duas ou mais ondas. No caso das ondas médias de rádio, a interferência é um fenômeno importante, pois é responsável pela formação de imagens e padrões de interferência.
A alternativa (E), difusão, é o fenômeno de espalhamento de ondas em todas as direções. No caso das ondas médias de rádio, a difusão é um fenômeno importante, pois é responsável pela propagação das ondas médias de rádio em ambientes fechados.