Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível.
Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?
O conceito avaliado é a refração da luz, descrita pela Lei de Snell-Descartes: n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2, onde \theta_1 é o ângulo do raio incidente e \theta_2 é o ângulo do raio refratado, ambos medidos em relação à normal à superfície de separação.
No enunciado, a razão \frac{\sin\theta_i}{\sin\theta_r} = \frac{n_2}{n_1} representa o índice de refração do combustível em relação ao ar. Para a gasolina não adulterada, esse valor é 1,4. No teste de fiscalização, o valor encontrado foi 1,9.
Como o ângulo de incidência é fixo, \sin\theta_i é constante. Com o aumento da razão para 1,9, temos:
\sin\theta_r = \frac{\sin\theta_i}{1{,}9}
Um valor maior no denominador reduz \sin\theta_r, portanto \theta_r diminui — o raio refratado se aproxima da normal à superfície de separação. Isso é esperado em meios com maior índice de refração: quanto mais denso opticamente o meio, mais o raio "dobra" em direção à normal ao penetrar nele.
As demais alternativas estão incorretas pois: inversão de sentido não ocorre por refração; reflexão total e ângulo-limite só ocorrem quando a luz passa de um meio mais denso para um menos denso; e o raio não se direciona para a superfície — ao contrário, afasta-se dela ao se aproximar da normal.
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