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?

  1. Apenas I.
  2. Apenas II.
  3. Apenas I e III.
  4. Apenas II e III.
  5. 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

  1. o efeito fotoelétrico e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto a difração evidencia a natureza corpuscular da luz.
  2. a polarização e a difração evidenciam a natureza corpuscular da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza ondulatória da luz.
  3. a difração e a polarização evidenciam a natureza ondulatória da luz, enquanto o efeito fotoelétrico evidencia a natureza corpuscular da luz.
  4. 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

  1. da luz propagando-se pelo ar conseguir atravessar a fronteira ar-água e passar a propagar-se pela água de uma piscina.
  2. de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
  3. dos sinais de duas emissoras com frequências parecidas se misturarem, reduzindo a nitidez do som.
  4. da formação de um arco-íris no céu, em determinados dias em que ocorre chuva com sol.
  5. 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. 1,25 µm
  2. 2,50 µm.
  3. 5,00 µm.
  4. 12,50 µm.
  5. 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. 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.

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?

  1. Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.
  2. Ao girar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
  3. Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
  4. Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
  5. 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

  1. de ser possível, de dentro de um quarto, ouvir uma pessoa falando fora dele, próxima à porta aberta, mesmo não conseguindo vê-la.
  2. da formação de um arco-íris no céu, em determinados dias em que ocorre chuva com sol.
  3. de ser possível ouvir o eco da própria voz quando se grita em um lugar aberto.
  4. da luz propagando-se pelo ar conseguir atravessar a fronteira ar-água e passar a propagar-se pela água de uma piscina.
  5. 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:

  1. um obstáculo de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
  2. uma fenda de dimensões muito maiores que seu comprimento de onda.
  3. uma fenda de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
  4. 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:

  1. difração, dispersão, absorção.
  2. dispersão, absorção, polarização.
  3. polarização, dispersão, absorção.
  4. difração, polarização, dispersão.
  5. 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

  1. um obstáculo de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
  2. uma fenda de dimensões muito maiores que seu comprimento de onda.
  3. uma fenda de dimensões muito menores que seu comprimento de onda.
  4. 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

  1. difração.
  2. refração.
  3. reflexão.
  4. interferência.
  5. 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.

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