FUNDAMENTOS DE ÓPTICA PROFESSOR FABIO TEIXEIRA
1. (Ufrj 2011) A figura a seguir (evidentemente fora de escala) mostra o ponto O em que está o olho de um observador da Terra olhando um eclipse solar total, isto é, aquele no qual a Lua impede toda luz do Sol de chegar ao observador.
a) Para que o eclipse seja anelar, isto é, para que a Lua impeça a visão dos raios emitidos por uma parte central do Sol, mas permita a visão da luz emitida pelo restante do Sol, a Lua deve estar mais próxima ou mais afastada do observador do que na situação da figura? Justifique sua resposta com palavras ou com um desenho.
b) Sabendo que o raio do Sol é 0,70 x 106 km, o da Lua, 1,75 x 103 km, e que a distância entre o centro do Sol e o observador na Terra é de 150 x 106 km, calcule a distância d entre o observador e o centro da Lua para a qual ocorre o eclipse total indicado na figura.
2. (Epcar (Afa) 2011) Um objeto luminoso é colocado em frente ao orifício de uma câmara escura como mostra a figura abaixo.
Do lado oposto ao orifício é colocado um espelho plano com sua face espelhada voltada para o anteparo translúcido da câmara e paralela a este, de forma que um observador em A possa visualizar a imagem do objeto estabelecida no anteparo pelo espelho. Nessas condições, a configuração que melhor representa a imagem vista pelo observador através do espelho é
a) b) c)
d)
3. (Uel 2011) Posicione-se de frente para a Lua. Em seguida, coloque um lápis em frente a seu olho, a uma distância suficiente para que o diâmetro do lápis bloqueie totalmente a imagem da Lua. Considere que o diâmetro do lápis é igual a 7 mm, que a distância do olho até o lápis é de 75 cm e que a distância da Terra à Lua é de 3 10 km. 5 Utilizando somente estes dados, pode-se estimar que:
a) O brilho da Lua corresponde ao brilho de uma estrela de 1ª magnitude.
b) O perímetro da Lua mede aproximadamente 21000 km.
c) A órbita da Lua é circular.
d) O diâmetro da Lua é de aproximadamente 3500 km.
e) A Terra não possui a forma esférica, mas apresenta achatamento nos polos.
4. (Ufpr 2011) Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda.
O estudo das propriedades óticas de um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado para o índice de refração em função do comprimento de onda da luz. Suponha a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 x 108 m/s.
Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta.
a) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.
b) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 x 108 Hz.
c) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência.
d) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 x 108 m/s.
e) O menor índice de refração corresponde à luz com menor velocidade de propagação no vidro.
5. (Uepg 2011) A luz natural apresenta várias propriedades, entre elas a polarização. Sobre polarização da luz, assinale o que for correto.
01) Se a luz não polarizada tornar-se polarizada, a intensidade luminosa é reduzida pela metade.
02) Todo ponto de uma luz polarizada corresponde a um mesmo plano de vibração, em qualquer instante.
04) A luz natural pode ser polarizada por reflexão ou por refração.
08) Só é possível obter-se a luz polarizada por meio de uma lâmpada especial.
16) O olho humano não consegue distinguir se um feixe luminoso é ou não polarizado.
6. (Ufsc 2011) Pedrinho, em uma aula de Física, apresenta um trabalho sobre ótica para o seu professor e colegas de classe. Para tal, ele montou um aparato, conforme a figura abaixo.
Baseado nos princípios da ótica e no aparato da figura, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) I é uma fonte de luz primária do tipo incandescente; II é uma lente côncavo-convexa que, quando colocada em um meio adequado, pode se tornar divergente; III é um prisma de reflexão total; IV é um espelho plano e V é um espelho côncavo.
02) I está no foco da lente II; III é um prisma cujo índice de refração é maior que 1,0; em IV ocorre a reflexão especular e em V os raios incidentes são paralelos ao eixo principal do espelho côncavo.
04) Para que ocorra a reflexão total em III, o índice de refração do prisma deve ser maior que o do meio em que está imerso e a luz deve ir do meio mais refringente para o menos refringente.
08) As leis da reflexão são aplicadas somente em III e IV.
16) As leis da refração são aplicadas somente em II e III.
32) No aparato em questão, podemos afirmar que tanto a frequência como a velocidade da luz variam de acordo com o índice de refração do meio no qual o raio está se propagando.
64) Ao afastar o espelho V da fonte de luz, na direção horizontal, a imagem conjugada por ele será real, invertida e menor.
7. (Fgvrj 2011) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusivamente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente,
a) verde e branca.
b) verde e azul.
c) amarela e branca.
d) preta e branca.
e) preta e azul.
8. (Enem 2011) Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.
Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1?
a) Azul.
b) Verde.
c) Violeta.
d) Laranja.
e) Vermelho.
9. (Uepg 2011) Quando a luz se propaga, sempre ocorrem alguns fenômenos. Nesse contexto, assinale o que for correto.
01) Se nos colocarmos próximos a um espelho côncavo, veremos uma imagem diminuída e direita, mas se nos afastarmos gradativamente veremos que a imagem se torna confusa para depois reaparecer maior e invertida.
02) Os fenômenos da reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.
04) A observação de objetos só é possível porque imitem luz própria ou refletem a luz que neles incide.
08) Um objeto posicionado na frente de uma superfície refletora ondulada tem sua imagem deformada.
10. (Udesc 2011) Considere as proposições sobre a luz e assinale a alternativa incorreta.
a) A luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e, ao incidir sobre a superfície de um espelho côncavo, é refletida.
b) Quando um raio de luz segue uma trajetória num sentido qualquer e é refletido por um espelho plano, o raio refletido seguirá a mesma trajetória do raio incidente.
c) Em um meio homogêneo, a luz que incide sobre uma lente pode seguir direções diferentes após atravessar essa lente, mas ainda em linha reta.
d) Os raios luminosos são independentes entre si, por isso, podem cruzar-se sem que suas trajetórias sejam alteradas.
e) No vácuo, a luz propaga-se em linha reta.
11. (Enem 2011) O processo de interpretação de imagens capturadas por sensores instalados a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por meio da quantidade de energia é por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM é conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre.
De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros ( m) ? a) 0,4 a 0,5.
b) 0,5 a 0,6.
c) 0,6 a 0,7.
d) 0,7 a 0,8.
e) 0,8 a 0,9.
12. (G1 - utfpr 2011) Antes de serem usados em joias, os diamantes passam pelo processo de lapidação, no qual se cortam as laterais da pedra que passam a ter muitas faces. A luz branca incidente no diamante pode sofrer
decomposição e mostrar as cores do arco-íris. Quando ocorre essa decomposição, o diamante tem comportamento similar a um(a):
a) lente.
b) espelho plano.
c) espelho côncavo.
d) espelho convexo.
e) prisma óptico.
13. (Enem 2011) Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado mapa 3D que “vai tirar, virtualmente, o Titanic do fundo do mar para o público”. A expedição ao local, a 4 quilômetros de profundidade no Oceano Atlântico, está sendo apresentada como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic.
Ela utilizará tecnologias de imagem e sonar que nunca tinham sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário de seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio, naufragado há um século.
O Estado de São Paulo. Disponível em: http://www.estadao.com.br. Acesso em: 27 jul. 2010 (adaptado).
No problema apresentado para gerar imagens através de camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais adequado, pois a
a) propagação da luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio.
b) absorção da luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som não.
c) refração da luz a uma grande profundidade acontece com uma intensidade menor que a do som.
d) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos materiais.
e) reflexão da luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som neste material.
14. (Ufpe 2011) Na praia, a luz do Sol fica, em geral, parcialmente polarizada devido às reflexões na areia e na água.
Certo dia, no fim da tarde, a componente horizontal do vetor campo elétrico é 2 vezes maior que a componente vertical. Um banhista fica de pé e usa óculos com lentes polarizadoras que eliminam a componente horizontal.
Determine a porcentagem da intensidade luminosa total que chega aos olhos do banhista.
15. (G1 - ifsp 2011) Os fenômenos luminosos são estudados há muito tempo. A luz, como qualquer onda
eletromagnética, tem grandes aplicações na engenharia e na medicina, entre outras áreas. Quando a luz atinge uma superfície, um ou mais fenômenos podem ocorrer, como a reflexão, refração, difusão e absorção.
A seguir são feitas as seguintes afirmativas:
I. Quando olhamos uma moeda dentro de um recipiente com água, sabemos que ela não se encontra na posição vista aparentemente, por causa do fenômeno da reflexão, que desvia os raios luminosos.
II. Para acendermos um palito de fósforo por meio de raios solares, podemos usar lentes do tipo convergentes.
III. Toda onda eletromagnética, como a luz, pode se propagar no vácuo.
IV. Colocando-se um objeto entre dois espelhos planos e paralelos, obtém-se um número infinito de imagens.
São corretas apenas a) I e II.
b) II e IV.
c) I, II e III.
d) I, II e IV.
e) II, III e IV.
16. (Unesp 2011) A figura 1 mostra um quadro de Georges Seurat, grande expressão do pontilhismo.
De forma grosseira podemos dizer que a pintura consiste de uma enorme quantidade de pontos de cores puras, bem próximos uns dos outros, tal que a composição adequada dos pontos causa a sensação de vibração e efeitos de luz e sombra impressionantes.
Alguns pontos individuais podem ser notados se chegarmos próximo ao quadro. Isso ocorre porque a resolução angular do olho humano é θmin 3,3 10 4rad. A figura 2 indica a configuração geométrica para que uma pessoa perceba a separação d entre dois pontos vizinhos à distância L30cm do quadro.
Considerando que para ângulos θ0,17rad é válida a aproximação tg θ θ , a distância d aproximada entre esses dois pontos, representados na figura 2, é, em milímetros, igual a
a) 0,1.
b) 0,2.
c) 0,5.
d) 0,7.
e) 0,9.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A nanotecnologia, tão presente nos nossos dias, disseminou o uso do prefixo neno (n) junto a unidades de medida.
Assim, comprimentos de onda da luz visível são, modernamente, expressos em nanômetros (nm), sendo 1 nm 1 10 9 m.
(Considere a velocidade da luz no ar igual a 3 10 m / s 8 .)
17. (Ufrs 2011) Um feixe de luz monocromática de comprimento de onda igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de vidro, cujo índice de refração é 1,5. O comprimento de onda e a frequência do feixe que se propaga dentro do vidro são, respectivamente,
a) 400 nm e 5,0 10 Hz. 14 b) 400 nm e 7,5 10 Hz. 14 c) 600 nm e 5,0 10 Hz. 14 d) 600 nm e 3,3 10 Hz. 14
e) 900 nm e 3,3 10 Hz. 14 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Os Dez Mais Belos Experimentos da Física
A edição de setembro de 2002 da revista Physics World apresentou o resultado de uma enquete realizada entre seus leitores sobre o mais belo experimento da Física. Na tabela abaixo são listados os dez experimentos mais votados.
1) Experimento da dupla fenda de Young, realizado com elétrons.
6) Experimento com a balança de torsão, realizada por Cavendish.
2) Experimento da queda dos corpos, realizada por Galileu.
7) Medida da circunferência da Terra, realizada por Erastóstenes.
3) Experimento da gota de óleo. 8) Experimento sobre o movimento de corpos num plano inclinado, realizado por Galileu.
4) Decomposição da luz solar com um prisma,
realizada por Newton. 9) Experimento de Rutherford.
5) Experimento da interferência da luz,
realizada por Young. 10) Experiência do pêndulo de Foucault.
18. (Ueg 2011) O experimento de decomposição (dispersão) da luz solar, realizado por Newton, é extraordinariamente simples, sendo necessário somente um prisma. Como ilustra a figura abaixo, ao passar por um prisma, a luz solar, que é branca, se decompõe nas cores do arco-íris.
Com relação aos fenômenos da luz ao atravessar o prisma, é correto afirmar:
a) Na dispersão da luz, a luz monocromática de maior frequência sofrerá o menor desvio.
b) Num prisma, a dispersão da luz branca é menos acentuada que numa única superfície dióptrica.
c) A separação da luz branca nas cores do arco-íris é possível porque cada cor tem um índice de refração diferente.
d) Neste experimento, Newton demonstrou que, combinando dois ou mais prismas, é possível decompor a luz branca, porém a sua recomposição não é possível.
19. (Pucpr 2010) David Hockney, pintor pop inglês, um dos mais importantes artistas da atualidade, defende a ideia de que alguns grandes mestres da pintura no passado teriam recorrido a dispositivos ópticos para projetar sobre as telas as imagens que pintavam. Hockney procurou saber que recurso óptico eles poderiam ter usado e descobriu a câmara lúcida, invenção patenteada, em 1807, pelo físico inglês William Hyde Wollaston. A câmara lúcida é um pequeno prisma com quatro ou cinco faces, uma semiespelhada e outra espelhada, que permite ao pintor ver sobre a tela ou papel onde faz o esboço a imagem do objeto que pinta, à sua frente.
Outros recursos ópticos também eram utilizados, tais como: lentes, espelhos côncavos e câmara escura, já com implementos de lentes e espelhos. A câmara escura era usada por artistas no século XVI, como um auxílio para os esboços nas pinturas, conforme ilustrado a seguir:
Sobre lentes, espelhos e câmara escura é CORRETO afirmar:
a) A lente utilizada para projetar a imagem sobre a tela é a mesma que se utiliza para a correção da miopia.
b) O espelho côncavo utilizado produz uma imagem virtual direita e maior que o objeto.
c) O espelho côncavo era utilizado para projetar uma imagem real invertida e menor que o objeto. A função da lente convergente era ampliar a imagem.
d) Na câmara lúcida a imagem vista pelo observador é real invertida e menor que o objeto.
e) A lente utilizada na câmara escura produz uma imagem com as mesmas características de uma lupa.
20. (Enem 2010) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração a) na temperatura da superfície do planeta.
b) no formato da camada gasosa do planeta.
c) no campo gravitacional gerado pelo planeta.
d) na composição química das nuvens do planeta.
e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.
21. (Unemat 2010) Analise as afirmativas.
I. Índice de refração absoluto de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio.
II. A luz tem sua maior velocidade quando se propaga no vácuo, em qualquer outro meio sua velocidade será menor.
III. Quanto menor a velocidade de propagação da luz num determinado meio, menor o seu índice de refração absoluto.
IV. Um meio é considerado mais refringente que outro quando possui menor índice de refração absoluto.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente I é verdadeira.
b) Somente IV é verdadeira.
c) Somente I e III são verdadeiras.
d) Somente III é verdadeira.
e) Somente I e II são verdadeiras.
22. (Fgv 2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação.
Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, considerando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando- os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como
a) luz, sombra e sombra.
b) luz, penumbra e sombra.
c) luz, penumbra e penumbra.
d) penumbra, sombra e sombra.
e) penumbra, penumbra e penumbra.
23. (Fgv 2010) Um feixe luminoso de raios paralelos, que se propaga em um meio óptico homogêneo, incide sobre uma superfície que separa o primeiro meio de um segundo, passando a se propagar neste.
Substituindo-se o segundo meio óptico por um vidro fosco e translúcido, e admitindo que os raios de luz nele penetrem, estes perdem o paralelismo, podendo-se dizer que nessa situação ocorreu uma
a) reflexão difusa.
b) reflexão regular.
c) refração difusa.
d) refração regular.
e) absorção difusa.
24. (G1 - cps 2010) O uso de cores claras na pintura das paredes externas de uma casa é uma prática que contribui para o conforto térmico das residências, pois minimiza o aquecimento dos ambientes internos. Além disso, essa atitude diminui os gastos de energia com ventiladores ou aparelhos de ar condicionado.
A escolha de tintas de cores claras se justifica pois, na interação da radiação solar com essa tinta, predomina o fenômeno de
a) refração b) absorção.
c) condução d) convecção e) reflexão.
25. (Uepg 2010) A ótica geométrica estuda os fenômenos luminosos sob um ponto de vista puramente geométrico, ou seja, ela não considera a natureza física da luz. Sobre a ótica geométrica, assinale o que for correto.
01) Um raio luminoso não tem existência física real. É um conceito puramente geométrico.
02) Sempre que um feixe convergente é interceptado por um sistema ótico, o ponto objeto, para esse sistema, é virtual.
04) Um meio anisotrópico é aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.
08) A trajetória de um raio luminoso sofre alteração quando são permutadas as posições da fonte e do observador.
16) Quando ocorre a reflexão da luz, o raio incidente, o raio refletido e a normal ao ponto de incidência são perpendiculares entre si.
26. (Puccamp 2010) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve
a) afastar-se 1 m.
b) afastar-se 2 m.
c) afastar-se 3 m.
d) aproximar-se 1 m.
e) aproximar-se 2 m.
27. (G1 - cftmg 2010) Esta questão refere-se ao texto e à figura que se seguem.
“O eclipse total do Sol, ocorrido em 22 de julho de 2009, pôde ser visto da Índia, Nepal, Butão, centro da China e em várias ilhas do Pacífico. Um eclipse parcial também foi visto no Sudeste asiático e em parte da Oceania; tratou-se da penumbra da Lua. Esse foi e será o eclipse total mais longo, com duração máxima da fase de totalidade de 6 minutos e 43 segundos, acontecido no século XXI.”
Disponível em: http\\www.pt.wikipédia.org>. Acesso em 6 set. 2009. (adaptado)
Durante um eclipse solar, um observador situado na (o) ... vê ... .
A alternativa que completa, corretamente, as lacuna é a) cone de penumbra, um eclipse total.
b) cone de sombra, um eclipse parcial.
c) região plenamente iluminada da Terra, o Sol.
d) região de sombra própria da Terra, um eclipse total.
28. (Enem 2ª aplicação 2010)
Os quadrinhos mostram, por meio da projeção da sombra da árvore e do menino, a sequência de períodos do dia:
matutino, meio-dia e vespertino, que é determinada a) pela posição vertical da árvore e do menino.
b) pela posição do menino em relação à árvore.
c) pelo movimento aparente do Sol em torno da Terra.
d) pelo fuso horário específico de cada ponto da superfície da Terra.
e) pela estação do ano, sendo que no inverno os dias são mais curtos que no verão.
29. (Unesp 2010) Um professor de física propôs aos seus alunos que idealizassem uma experiência relativa ao
fenômeno luminoso. Pediu para que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer material em suspensão no ar e cujas paredes foram pintadas com uma tinta preta ideal, capaz de absorver toda a luz que incidisse sobre ela. Em uma das paredes da sala, os alunos deveriam imaginar uma fonte de luz emitindo um único raio de luz branca que incidisse obliquamente em um extenso espelho plano ideal, capaz de refletir toda a luz nele incidente, fixado na parede oposta àquela na qual o estudante estaria encostado (observe a figura).
Se tal experiência pudesse ser realizada nas condições ideais propostas pelo professor, o estudante dentro da sala a) enxergaria somente o raio de luz.
b) enxergaria somente a fonte de luz.
c) não enxergaria nem o espelho, nem o raio de luz.
d) enxergaria somente o espelho em toda sua extensão.
e) enxergaria o espelho em toda sua extensão e também o raio de luz.
30. (Uftm 2010) Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante providencia uma caixa cúbica, de aresta 16 cm. Após pintar o interior com tinta preta, faz um orifício no centro de uma das faces e substitui a face oposta ao orifício por uma folha de papel vegetal. Feito isso, aponta o orifício para uma porta
iluminada, obtendo dela uma imagem nítida, invertida e reduzida, projetada sobre a folha de papel vegetal. Sabendo-se que a altura da imagem observada da porta é 14 cm e que a altura da porta é 2,15 m, conclui-se que a distância
aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é:
a) 0,9.
b) 1,8.
c) 2,5.
d) 3,5.
e) 4,8.
31. (G1 - cftsc 2010) Leia a história em quadrinhos a seguir:
Um objeto, como um relógio de sol, ao amanhecer de Florianópolis, tende a projetar sua sombra para:
a) o sul, pois o Sol “nasce” em uma posição a norte.
b) o leste, pois o Sol “nasce” em uma posição a oeste.
c) o oeste, pois o Sol “nasce” em uma posição a leste.
d) o norte, pois o Sol “nasce” em uma posição a sul.
e) o norte no inverno e para o sul no verão, pela influência da rotação da Terra na posição que o Sol ocupa durante o ano.
32. (Fuvest 2010) Uma determinada montagem óptica é composta por um anteparo, uma máscara com furo triangular e três lâmpadas, L1, L2 e L3, conforme a figura a seguir. L1 e L3 são pequenas lâmpadas de lanterna e L2, uma lâmpada com filamento extenso e linear, mas pequena nas outras dimensões. No esquema, apresenta-se a imagem projetada no anteparo com apenas L1 acesa.
O esboço que melhor representa o anteparo iluminado pelas três lâmpadas acesas é
a)
b)
c)
d)
e)
33. (Uftm 2010) A refração é um fenômeno da ondulatória que ocorre com todos os tipos de onda. No caso específico da luz, afirma-se que:
I. Este fenômeno só ocorre quando um raio de luz, atravessando a superfície de separação entre dois meios ópticos, sofre desvio de seu trajeto original.
II. Quanto mais refringente for um meio óptico, maior será a velocidade da luz em seu interior.
III. O raio incidente, o raio refratado e a reta normal, tomada no ponto de incidência do raio de luz na superfície de separação entre dois meios ópticos, estão contidos no mesmo plano.
É correto o afirmado em:
a) I, apenas.
b) III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
34. (G1 - cps 2010) Um menino de 1,5 m de altura produz uma sombra de 50 cm. No mesmo instante, um prédio próximo ao menino produz uma sombra de 20 m. A altura do prédio, em metros, é
a) 20.
b) 30.
c) 50.
d) 60.
e) 80.
35. (Uel 2009) Com uma escumadeira de cozinha foi produzida esta curiosa imagem em uma camiseta, retratando um dos interessantes fenômenos cotidianos interpretados pela Física: a sombra.
Assinale a alternativa que indica o fenômeno que tem a mesma explicação científica da figura.
a) Refração da luz.
b) Reflexão espetacular.
c) Absorção.
d) Miragem.
e) Eclipse.
36. (Ufscar 2008) A 1 metro da parte frontal de uma câmara escura de orifício, uma vela de comprimento 20 cm projeta na parede oposta da câmara uma imagem de 4 cm de altura.
A câmara permite que a parede onde é projetada a imagem seja movida, aproximando-se ou afastando-se do orifício.
Se o mesmo objeto for colocado a 50 cm do orifício, para que a imagem obtida no fundo da câmara tenha o mesmo tamanho da anterior, 4 cm, a distância que deve ser deslocado o fundo da câmara, relativamente à sua posição original, em cm, é de
a) 50.
b) 40.
c) 20.
d) 10.
e) 5.
37. (G1 - cps 2008)
Charges fornecem momentos de muita descontração. Algumas nos fazem rir, já outras... Na charge, a luz incide nos objetos e nas pessoas. Verifica-se que, na parede, não há a sombra do ioiô com o qual o menino brinca, pois I. ela está sendo projetada na sombra da pasta que o homem carrega.
II. a pasta funciona como um anteparo opaco, impedindo a passagem da luz.
III. a luz, que caminha em linha reta, não sofre desvios que permitam a projeção da sombra do ioiô na parede.
Está correto o contido em a) I, apenas.
b) III, apenas.
c) I e II, apenas.
d) I e III, apenas.
e) II e III, apenas.
38. (Fgv 2008) Com a finalidade de produzir iluminação indireta, uma luminária de parede possui, diante da lâmpada, uma capa opaca em forma de meio cano.
nota: Na figura está representada a posição da lâmpada, escondida pela capa opaca da luminária.
No teto, a partir da parede onde está montada a luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está afixada essa luminária foi pintada com uma tinta pouco refletora, o padrão de
iluminação projetado sobre esse teto é semelhante ao desenhado em
39. (Uepg 2008) A respeito dos princípios da ótica geométrica, assinale o que for correto.
01) Um raio de luz que sofre reflexão total não se refrata.
02) Quando o índice de refração varia continuamente, o raio luminoso varia continuamente e se apresenta curvo.
04) Quando um raio de luz é interceptado por outro raio de luz, suas propagações são desviadas.
08) Quando um raio de luz encontra uma superfície de separação de dois meios diferentes, transparentes, ele se propaga sem sofrer alterações.
16) O trajeto de um raio luminoso se altera quando se alteram as posições da fonte e do observador.
40. (G1 - cps 2008) Desde que o homem tomou conhecimento dos fenômenos envolvendo luz, teorias foram formuladas sobre sua natureza. O filósofo grego Aristóteles foi o primeiro a tentar explicar o arco-íris, afirmando que sua formação se devia a gotículas de água contidas na atmosfera, que refletiam a luz do Sol e provocavam a variação da cor. Também verificou que essa reflexão ocorria para um ângulo específico, que foi determinado apenas no século XIII.
A formação do arco-íris, a partir da luz do Sol, deve-se ao fenômeno conhecido como a) concentração.
b) colorização.
c) dispersão.
d) deflexão.
e) franjas.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
a) Justificando com um desenho. A figura mostra a posição da Lua relativamente à Terra e ao Sol, em dois tipos de eclipse do Sol: total e anelar.
Nessa figura nota-se que o eclipse anelar do Sol ocorre quando a Lua está mais afastada do observador, ou seja, a Lua está no apogeu.
b) Dados: RS = 0,70106 km; RL = 1,75103 km, dS = 150106 km.
Da semelhança de triângulos na figura:
6 6
S
3 6
L S
d
d d 150 10 1,75 10 150
d
R R 1,75 10 0,7 10 0,7
d = 3,75105 km.
Resposta da questão 2:
[D]
Na câmara escura de orifício a imagem é revertida (trocam-se lado direito e lado esquerdo) e invertida (“de ponta- cabeça”), em relação ao objeto, obtendo assim a primeira imagem (I1). Essa primeira imagem comporta-se como objeto para o espelho plano, que fornece imagem apenas revertida, formando assim a segunda imagem (I2), como indicado nas figuras abaixo.
Resposta da questão 3:
[D]
Com dos dados fornecidos somente são possíveis de serem verificadas as afirmações b e c.
A figura a seguir ilustra a situação descrita.
Calculando o diâmetro (D) da Lua D 3 105
D 2.800 km.
7 750
Calculando o perímetro (L) da Lua.
L D 3,14 2.800 L8.800 km.
Pelos cálculos, nenhuma das afirmativas está correta, porém, por aproximação, ficamos com a afirmativa d.
Resposta da questão 4:
[D]
a) Falso. O índice de refração é diferente.
b) Falso.
8
8 9 14
7
C f 3,0 10 600 10 f f 3 10 5,0 10 Hz 6 10
c) Falso. O maior índice de refração corresponde ao menor comprimento de onda, portanto à maior frequência.
d) Verdadeiro
8 8
C 3,0 10 3,0 10 8
n 1,2 v 2,5 10 m / s
v v 1,2
e) Falso.
C C
n v
v n
menor n, maior v.
Resposta da questão 5:
01 + 02 + 04 + 16 = 23
01) Correta. A polarização barra a passagem da luz em um dos dois planos de propagação, reduzindo sua intensidade à metade.
08) Incorreta. A luz emitida por qualquer fonte vibra em dois planos perpendiculares entre si.
Resposta da questão 6:
01 + 04 + 16 = 21.
01 + 02 + 04 + 16 = 23 (Gabarito Super-Pro) 01) Correta.
02) Correta: o gabarito oficial dá essa proposição como incorreta, porém não há nela nenhum erro.
04) Correta.
08) Incorreta: as leis da reflexão são aplicadas em III, IV e V.
16) Correta: Supondo que os espelhos sejam perfeitamente refletores, apenas em II e III ocorre refração.
32) Incorreta: a frequência não varia.
64) Incorreta: ao afastar o espelho, os raios incidentes continuam paralelos ao eixo principal e a imagem continua sendo “puntiforme”, formando-se no foco.
Resposta da questão 7:
[E]
O branco é a união de todas as cores. Uma camisa nos parece vermelha, porque iluminando-a com luz branca o material só reflete a componente vermelha da luz.
Branco reflete qualquer cor. Vermelho só reflete vermelho. Azul só reflete azul. E assim sucessivamente.
Amarelo não reflete azul preta.
Branco reflete azul azul.
Resposta da questão 8:
[E]
O gráfico nos mostra que essa substância apresenta maior absorção para comprimentos de onda em torno de 500 nm, o que corresponde à cor verde. De acordo com o enunciado: ... “o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.”
Na roda de cores, notamos que o comprimento de onda oposto ao da cor verde é o da cor vermelha.
Resposta da questão 9:
08 = 08
Justificando as incorretas:
01) Se nos colocarmos próximos a um espelho côncavo, veremos uma imagem ampliada e direita, mas se nos afastarmos gradativamente veremos que a imagem se torna confusa para depois reaparecer maior e invertida.
02) Toda refração é acompanhada de uma parcela de reflexão.
04) Podemos observar um objeto negro pela não emissão de luz.
Resposta da questão 10:
[B]
b) Falsa. Somente se a incidência for perpendicular ao espelho.
Resposta da questão 11:
[E]
O gráfico nos mostra que a maior refletância para os objetos comuns na superfície terrestre está na faixa de 0,8ma 0,9m. Nesse intervalo, a diferença de refletância também é maior, aumentando a probabilidade de se identificar corretamente o objeto observado. É verdade que nesse intervalo a refletância da água é nula, porém a probabilidade de encontrar água é praticamente nula.
Resposta da questão 12:
[E]
A luz branca ao atravessar um prisma sofre decomposição (dispersão) em suas cores componentes.
Resposta da questão 13:
[D]
A questão é de dificuldade elevada, pois exige um conhecimento específico sobre o assunto. Caso se usasse luz, ela seria absorvida ou refletida já nas primeiras camadas dos sedimentos, não possibilitando imagens mais profundas dos objetos. Com a utilização do SONAR, o ultrassom penetra nessas camadas, enviando ecos que são recebidos em instantes diferentes, possibilitando a elaboração de imagens em três dimensões (3D).
Resposta da questão 14:
Denominando Eho módulo da componente horizontal do campo elétrico, Ev o da componente vertical e E o do
campo elétrico, podemos escrever: Eh2Ev
A intensidade luminosa é proporcional ao quadrado do módulo do campo elétrico.
2 2 2 2
0 h v v
I kE k(E E )k.5E
Eliminando a componente horizontal do campo a intensidade luminosa fica:
2
Ik.Ev
2
v2 0
0 v
I kE
0,2 I 0,2I 20%
I 5kE
Resposta da questão 15:
[E]
I. Incorreta. A moeda não está na posição vista aparentemente devido ao fenômeno da refração, que desvia os raios luminosos.
II. Correta. Podemos acender o palito de fósforo colocando sua (dele) cabeça no foco, ponto de encontro dos raios solares refratados pela lente convergente.
III. Correta.
IV. Correta. O número de imagens (n) fornecidas pela associação de dois espelhos planos é dado por:
n 360 1, sendo o o ângulo formado entre os espelhos. Se os espelhos são colocados paralelamente entre si, = 0º. Então n tende para infinito.
Resposta da questão 16:
[A]
d 4
d .L 3,3x10 x300 0,1mm θ L θ . Resposta da questão 17:
[A]
A frequência não se altera:
8
14 9
v 3x10
v f f 5x10 Hz
600x10
λ λ
.
A velocidade no vidro pode ser calculada pela expressão:
8 8
C 3x10
n 1,5 v 2x10 m / s
v v
.
Como sabemos, vλf. Então, 2x108λx5x1014 λ 400nm. Resposta da questão 18:
[C]
Quando a luz branca (solar) refrata sob incidência oblíqua, ela sobre dispersão (ou decomposição) em suas radiações componentes: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta.
O maior desvio ocorre para a radiação violeta, que é a que apresenta no interior do prisma: menor velocidade, menor comprimento de onda, maior frequência, maior índice de refração.
Obs: no vácuo, todas as radiações apresentam mesma velocidade, portanto, o mesmo índice de refração.
Resposta da questão 19:
[C]
a) Errada. A lente usada para projeções de imagens (de objetos reais) é convergente, e para correção de miopia utiliza- se lente divergente.
b) Errada. Imagens virtuais não são projetáveis.
c) Correta.
d) Errada. As faces dos prismas são espelhos planos, fornecendo imagens de mesmo tamanho.
e) Errada. A lupa fornece imagem virtual, não podendo ser projetada.
Resposta da questão 20:
[E]
O enunciado afirma que a imagem é gerada pela luz do Sol refletida nessas nuvens. Se as nuvens sumiram, deve ter havido redução na densidade das nuvens que compõem o planeta.
Resposta da questão 21:
[E]
I. Verdadeira.
II. Verdadeira.
III. Falsa. Da definição de índice de refração: n = c
v. Sendo c a velocidade da luz no vácuo e v a velocidade da luz no meio, quanto menor a velocidade da luz no meio, maior é seu índice de refração.
IV. Falsa. Meio mais refringente é aquele que possui maior índice de refração.
Resposta da questão 22:
[A]
O esquema a seguir mostra a região de sombra pela influência exclusiva das duas fontes.
Observando-o, notamos que a base do poste está iluminada, enquanto que, a lixeira e o banquinho estão na região de sombra.
Resposta da questão 23:
[C]
Se os raios penetram no vidro fosco, ocorre refração. Se os raios deixam de ser paralelos eles se espalham (difundem).
Resposta da questão 24:
[E]
As cores são claras porque há predomínio da reflexão da luz.
Resposta da questão 25:
01 + 02 = 03
(01) Correta. O raio de luz não tem dimensão, não existe. È uma apelação puramente geométrica necessária para se representar a luz.
(02) Correta. Ponto objeto virtual é o vértice de feixe incidente e convergente.
(04) Errada. Um meio ISOTRÓPICO é aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.
(08) Errada. Princípio da Reversibilidade: a trajetória de um raio independe do sentido de propagação.
(16) Errada. Quando ocorre a reflexão da luz, o raio incidente, o raio refletido e a normal ao ponto de incidência estão contidos no mesmo plano (1ª lei da reflexão).
Resposta da questão 26:
[A]
Primeira situação:
x y
Hh hx H y
Segunda situação:
x ' y
H h' h' x ' H y
Igualando, vem:
hx h' x '
6 2 4x ' x ' 3,0m y y
x x ' x 3 2 1,0m
Resposta da questão 27:
[C]
Quanto ao eclipse solar, temos:
Observador colocado no cone de sombra da Lua vê um eclipse total;
Observador colocado num cone de penumbra vê um eclipse parcial;
Observador colocado numa região plenamente iluminada da Terra vê o Sol inteiramente.
Resposta da questão 28:
[C]
A sombra projetada é determinada pela posição do Sol relativamente à Terra.
Resposta da questão 29:
[C]
Como o ar está totalmente limpo, não há partículas em suspensão para difundir (espalhar) luz desse raio. (Na verdade, nunca enxergamos o feixe de luz, mas sim as partículas difundindo luz. Por isso, quando queremos “enxergar um feixe”
jogamos fumaça ou poeira no ambiente). Como não há luz para o espelho refletir, o estudante também não o enxergaria.
Resposta da questão 30:
[C]
A figura abaixo mostra a situação descrita:
Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto: D 16 16x2,15
D 2,5m
2,15 14 14 . Resposta da questão 31:
[C]
Em relação à Terra, o movimento do Sol é de leste para oeste. Assim, ao amanhecer, o Sol está a leste projetando a sombra do gnomon para oeste.
Resposta da questão 32:
[D]
As lâmpadas L1 e L3 são consideradas fontes puntiformes, iluminando regiões de mesma forma, semelhantes ao triângulo da máscara e de mesma orientação, conforme ilustrado nas figuras abaixo.
A Lâmpada L2 comporta-se como uma fonte extensa na direção vertical. A fig.1 (a seguir) mostra as regiões iluminadas se somente a extremidades do filamento (duas fontes puntiformes, Fa e Fb) estivessem acesas.
A fig.2 mostra o filamento como se várias fontes puntiformes fossem intercaladas entre Fa e Fb.
Como uma fonte extensa é, na verdade, um conjunto de infinitas fontes puntiformes, cada uma delas forma um triângulo iluminado. A região iluminada por L2 é a superposição desses infinitos triângulos, como mostrado na fig.3.
Resposta da questão 33:
[B]
I. Errada. A refração é a passagem de uma onda de um meio para outro independente de desvio, II. Errada:
C C
n v
v n
Se n aumenta, v diminui.
III. Certa. Esta é uma das leis da refração.
Resposta da questão 34:
[D]
Dados: h = 1,5 m; d = 50 cm = 0,5 m; D = 20 m.
H D H 20
h d 1,50,5 H = 1,5(40) H = 60 m.
Resposta da questão 35:
[E]
Resolução
A figura retrata a formação de sombra projetada. O mesmo ocorre durante um eclipse lunar quando a Lua bloqueia alguns dos raios solares projetando sobre a Terra sua sombra.
Resposta da questão 36:
[D]
Observe a figura abaixo onde se mostra a formação da imagem.
Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto:
H h
D d
Na primeira situação:
20 4
d 20cm 100 d
Na segunda situação: 20 4
d' 10cm 50 d Portanto: d d' d 10 20 10cm
O fundo da câmera deve ser deslocado 10 cm para a esquerda.
Resposta da questão 37:
[E]
Resposta da questão 38:
[A]
Resposta da questão 39:
1 + 2 = 3
Resposta da questão 40:
[C]
Resolução
A formação do arco-íris ocorre em função da separação dos componentes coloridos da luz branca, pois estes apresentam diferentes índices de refração para um dado meio. Este fenômeno é chamado de dispersão.
