1. No dia 27 de setembro de 2015, houve o eclipse da superlua. Esse evento é a combinação de dois fenômenos, que são: um eclipse lunar e a superlua. Isso só acontecerá novamente em 2033. No fenômeno da superlua, o astro fica mais perto da terra e parece até 14% maior, com um brilho extraordinário. Já o fenômeno do eclipse lunar é consequência da __________ da luz e ele ocorre totalmente quando a posição relativa dos astros é sol, terra e lua; e esse fenômeno acontece na fase da lua __________.
A sequência correta para o preenchimento das lacunas é: a) propagação retilínea – minguante
b) reflexão – cheia
c) propagação retilínea – cheia d) dispersão – quarto crescente
2. Um observador na superfície do planeta observa num arco-íris primário, que o vermelho é a cor que sempre está em __________ da cor azul. Isso porque sofre __________ refração em relação ao azul. Além disso, é correto dizer que, durante a refração nas gotas de chuva, as frequências das cores __________.
Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima. a) baixo – menor – aumentam
b) cima – menor – aumentam
c) cima – menor – permanecem inalteradas d) baixo – maior – permanecem inalteradas e) baixo – maior – diminuem
3. A câmara de um celular, cuja espessura é de 0,8 cm, capta a imagem de uma árvore de 3,0 m de altura, que se encontra a 4,0 m de distância do orifício da lente, projetando uma imagem invertida em seu interior. Para simplificar a análise, considere o sistema como uma câmara escura. Assim, pode-se afirmar que a altura da imagem, em mm, no interior da câmara é, aproximadamente, igual a: a) 6,0 b) 7,0 c) 8,0 d) 9,0 e) 10,0
4. Quando um objeto O é colocado a uma distância d de uma câmara escura, forma-se uma imagem de altura i. O mesmo objeto é aproximado 6 m desta mesma câmara e nota-se a formação de uma imagem de altura 3 i.
O valor de d, em metros, é: a) 6. b) 7. c) 8. d) 9. e) 15.
5. O Ano Internacional da Luz é uma iniciativa mundial, que vai destacar a importância da luz e das tecnologias ópticas na vida dos cidadãos, assim como no futuro e no desenvolvimento das sociedades de todo o mundo. Essa é uma oportunidade única para se inspirar, para se educar e para se unir em escala mundial.
Sabendo que 2015 é o Ano Internacional da Luz e, com base nos conhecimentos fundamentais da óptica, assinale a alternativa CORRETA.
a) Fibras ópticas não podem ser utilizadas para sistemas de comunicação, porque a velocidade da luz dentro dela é menor que c 3 10 m s. 8
b) O eclipse total do Sol pode ser visto em toda a Terra, exceto nas regiões em que já é noite. c) Podem-se utilizar espelhos convexos sempre que for necessário formar imagens de menor tamanho.
d) As imagens do mundo exterior são formadas na retina humana, em menor tamanho e não são invertidas.
e) Em uma cidade litorânea, é mais fácil observar a luz de estrelas distantes, porque a umidade do ar espalha melhor a luz.
6. Quando entrou em uma ótica para comprar novos óculos, um rapaz deparou-se com três espelhos sobre o balcão: um plano, um esférico côncavo e um esférico convexo, todos capazes de formar imagens nítidas de objetos reais colocados à sua frente. Notou ainda que, ao se posicionar sempre a mesma distância desses espelhos, via três diferentes imagens de seu rosto, representadas na figura a seguir.
Em seguida, associou cada imagem vista por ele a um tipo de espelho e classificou-as quanto às suas naturezas.
Uma associação correta feita pelo rapaz está indicada na alternativa: a) o espelho A é o côncavo e a imagem conjugada por ele é real. b) o espelho B é o plano e a imagem conjugada por ele é real. c) o espelho C é o côncavo e a imagem conjugada por ele é virtual. d) o espelho A é o plano e a imagem conjugada por ele é virtual. e) o espelho C é o convexo e a imagem conjugada por ele é virtual.
7. Um objeto linear é colocado diante de um espelho côncavo, perpendicularmente ao eixo principal. Sabe-se que a distância do objeto ao espelho é quatro vezes maior que a distância focal do espelho.
A imagem conjugada por este espelho é: a) virtual, invertida e maior que o objeto. b) virtual, direita, e menor que o objeto. c) real, invertida, menor que o objeto. d) real, direita e maior que o objeto.
Na figura, E representa um espelho esférico côncavo com distância focal de 20cm, e O, um objeto extenso colocado a 60cm do vértice do espelho.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A imagem do objeto formada pelo espelho é __________, __________ e situa-se a __________ do vértice do espelho. a) real – direita – 15cm b) real – invertida – 30cm c) virtual – direita – 15cm d) virtual – invertida – 30cm e) virtual – direita – 40cm
9. Google irá conectar o Brasil aos EUA com cabo submarino
São Paulo – O Google anunciou que irá usar um cabo submarino para ligar o Brasil aos Estados Unidos. O cabo sairá de Boca Raton, na Flórida, e irá até as cidades de Fortaleza e Santos, esta no litoral de São Paulo.
Os cabos submarinos de fibra ótica são os grandes responsáveis pela transmissão de dados ao redor do mundo. De acordo com um especialista, Alan Mauldin, da Telegeography, 99% das comunicações internacionais são entregues, graças aos cabos submarinos.
“É uma crença comum que os satélites são o futuro de como as informações serão enviadas, mas esse não tem sido o caso por muito tempo. (...) A principal vantagem dos cabos é que eles são muito mais baratos. Um satélite é limitado e muito mais caro”, afirmou Mauldin à CNN no início deste ano.
Antes da instalação de um cabo desse tipo, é necessário fazer um mapeamento do oceano, buscando perigos que possam comprometer o funcionamento do cabo, interrompendo o fluxo de informações. Entre eles, destacam-se materiais de pesca abandonados, riscos de deslizamento, vulcões e abismos.
Determine qual o menor ângulo θ no qual podemos dobrar uma fibra óptica cilíndrica no mar, como se mostra na figura, de forma que o feixe de luz ainda se mantenha dentro dela. Considere que o índice de refração da água do mar e o da fibra óptica são iguais a 1,5 e 3,0, respectivamente.
a) 30
b) 45 c) 60 d) 75 e) 90
10. No seu laboratório de pesquisa, o aluno Pierre de Fermat utiliza um sistema de fibras ópticas para medir as propriedades ópticas de alguns materiais. A fibra funciona como um guia para a luz, permitindo que esta se propague por reflexões totais sucessivas. Em relação aos fenômenos de reflexão e refração, assinale a alternativa CORRETA:
a) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio menos refringente para um mais refringente;
b) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente;
c) A luz não sofre reflexões no interior da fibra óptica, ela simplesmente se curva junto com a curvatura da fibra;
d) O efeito de reflexão total só ocorre em função da proteção plástica que envolve as fibras; sem a proteção, a luz irá se perder;
e) A Lei de Snell não prevê que ocorra o fenômeno de refração.
11. Dioptria é uma unidade de medida que afere o poder de vergência (ou refração) de um sistema ótico. Exprime a capacidade de um meio transparente modificar o trajeto da luz. Na ótica, é a unidade de medida da potência de uma lente corretiva (popularmente conhecido como grau).
Numa consulta, há dez anos, um médico oftalmologista receitou um óculos para correção de miopia para uma pessoa, com lentes divergentes de 2,0 dioptrias. Numa consulta atual, uma nova receita foi feita com 2,5 dioptrias.
Em relação à afirmação anterior, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir.
Nesse período de dez anos a distância focal das lentes desses óculos foi __________ em __________ cm. a) reduzida - 10 b) aumentada - 10 c) reduzida - 0,5 d) aumentada - 0,5
12. Para responder à questão, considere as informações a seguir.
Um feixe paralelo de luz monocromática, ao se propagar no ar, incide em três recipientes transparentes contendo substâncias com índices de refração diferentes quando medidos para essa radiação. Na figura abaixo, são representados os raios incidentes (r ),i bem como os respectivos ângulos ( )α que eles formam com as normais (N) às superfícies.
Meio Índice
Agua (20 C) 1,33
Álcool etílico 1,36
Solução de açúcar (80%) 1,49
Quando a radiação é refratada pelas substâncias para a situação proposta, qual é a relação correta para os ângulos de refração (θ ) da radiação nas três substâncias?
a) θágua θálcool etílico θsolução de açúcar b) θágua θálcool etílico θsolução de açúcar c) θágua θálcool etílico θsolução de açúcar d) θágua θálcool etílico θsolução de açúcar e) θágua θálcool etílico θsolução de açúcar
13. Uma onda eletromagnética proveniente da emissão radiativa de um nanomaterial é composta de dois comprimentos de onda, λa 410,0 nm e λb570,0 nm. Esta luz se propaga no sentido positivo do eixo x, em um prisma transparente para todo espectro visível da luz. Os índices de refração para cada comprimento de onda neste prisma são na1,4 e
b
n 1,6, respectivamente. Dado: c 3 10 m/s.8
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que:
a) as componentes dos campos elétrico e magnético desta onda são paralelas à direção de propagação da onda;
b) estas ondas possuem velocidades diferentes e dadas por va 2,14 10 m s 8 e
8 b
v 1,87 10 m s;
c) a velocidade de propagação neste prisma é a mesma para cada comprimento de onda e igual a 3,0 10 m s; 8
d) estas ondas possuem velocidades diferentes e dadas por va 4,20 10 m s 8 e
8 b
v 4,80 10 m s;
e) essa luz, ao passar neste prisma, não irá se dispersar.
14. No dia 29 de maio de 1919, uma equipe de astrônomos ingleses visitou a cidade de Sobral, no Ceará, na tentativa de comprovar a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, publicada em 1915. O objetivo da comitiva era verificar se a luz que vinha de uma estrela sofreria algum desvio ao passar nas proximidades do Sol. Nessa teoria, movimentos sob a ação de campos gravitacionais são compreendidos como movimentos em um espaço curvo, conforme mostra a figura a seguir. Nela ilustramos como a massa do Sol muda a nossa percepção da posição de uma estrela. Que tipo de instrumento óptico representa, de forma mais precisa, a função da massa do Sol na alteração do caminho da luz?
a) Espelho plano
b) Espelho côncavo c) Espelho convexo d) Lente convergente e) Lente divergente
15. A lupa é um instrumento óptico constituído por uma lente de aumento muito utilizado para leitura de impressos com letras muito pequenas, como, por exemplo, as bulas de remédios. Esse instrumento aumenta o tamanho da letra, o que facilita a leitura.
A respeito da lupa, é correto afirmar que é uma lente a) convergente, cuja imagem fornecida é virtual e maior. b) divergente, pois fornece imagem real.
c) convergente, cuja imagem fornecida por ela é real e maior. d) divergente, pois fornece imagem virtual.
16. Sabe-se que o objeto fotografado por uma câmera fotográfica digital tem 20 vezes o tamanho da imagem nítida formada no sensor dessa câmera. A distância focal da câmera é de
30 mm.
Assinale a alternativa que apresenta a distância do objeto até a câmera. a) 630 mm. b) 600 mm. c) 570 mm. d) 31,5 mm. e) 28,5 mm.
17. Um estudante foi ao oftalmologista, reclamando que, de perto, não enxergava bem. Depois de realizar o exame, o médico explicou que tal fato acontecia porque o ponto próximo da vista do rapaz estava a uma distância superior a 25 cm e que ele, para corrigir o problema, deveria usar óculos com “lentes de 2,0 graus“, isto é, lentes possuindo vergência de 2,0 dioptrias.
Do exposto acima, pode-se concluir que o estudante deve usar lentes: a) divergentes com 40 cm de distância focal.
b) divergentes com 50 cm de distância focal. c) divergentes com 25 cm de distância focal. d) convergentes com 50 cm de distância focal. e) convergentes com 25 cm de distância focal.
18. No processo de visão humana, o cristalino desempenha um papel importante na formação da imagem. Marque a alternativa correta sobre essa estrutura do olho humano.
a) Controla a quantidade de luz que entra no olho humano. b) Controla a energia dos fótons da luz incidente.
c) Atua como lente divergente para acomodar a imagem. d) Atua como lente convergente para acomodar a imagem. e) Define as cores dos objetos.
19. Uma pessoa não consegue ver os objetos com nitidez porque suas imagens se formam entre o cristalino e a retina. Qual é o defeito de visão desta pessoa e como podemos corrigi-lo?
a) Hipermetropia e a pessoa deverá usar lentes divergentes para a sua correção. b) Miopia e a pessoa deverá usar lentes divergentes para a sua correção. c) Miopia e a pessoa deverá usar lentes convergentes para a sua correção.
d) Hipermetropia e a pessoa deverá usar lentes convergentes para a sua correção.
e) Miopia e a pessoa deverá usar uma lente divergente e outra lente convergente para a sua correção.
20. Dentre as complicações que um portador de diabetes não controlado pode apresentar está a catarata, ou seja, a perda da transparência do cristalino, a lente do olho. Em situações
de hiperglicemia, o cristalino absorve água, fica intumescido e tem seu raio de curvatura diminuído (figura 1), o que provoca miopia no paciente. À medida que a taxa de açúcar no sangue retorna aos níveis normais, o cristalino perde parte do excesso de água e volta ao tamanho original (figura 2). A repetição dessa situação altera as fibras da estrutura do cristalino, provocando sua opacificação.
De acordo com o texto, a miopia causada por essa doença deve-se ao fato de, ao tornar-se mais intumescido, o cristalino ter sua distância focal:
a) aumentada e tornar-se mais divergente. b) reduzida e tornar-se mais divergente. c) aumentada e tornar-se mais convergente. d) aumentada e tornar-se mais refringente. e) reduzida e tornar-se mais convergente.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
O texto a seguir refere-se à(s) questão(ões) propostas abaixo.
“No dia 20 de dezembro de 2013, a 68ª Sessão da Assembleia Geral das Nações Unidas proclamou o ano de 2015 como o Ano Internacional da Luz e das Tecnologias baseadas em Luz (International Year of Light and Light-based Technologies – IYL 2015).
Ao proclamar um Ano Internacional com foco na ciência óptica e em suas aplicações, as Nações Unidas reconhecem a importância da conscientização mundial sobre como as tecnologias baseadas na luz promovem o desenvolvimento sustentável e fornecem soluções para os desafios mundiais nas áreas de energia, educação, agricultura, comunicação e saúde. A luz exerce um papel essencial no nosso cotidiano e é uma disciplina científica transversal obrigatória para o século XXI. Ela vem revolucionando a medicina, abrindo a comunicação internacional por meio da internet e continua a ser primordial para vincular aspectos culturais, econômicos e políticos da sociedade mundial.”
21. Em 1672, Isaac Newton publicou um trabalho onde apresentava ideias sobre as cores dos corpos. Passados aproximadamente três séculos e meio, hoje as ideias propostas por ele ainda são aceitas.
Imagine um objeto de cor vermelha quando iluminado pela luz do Sol. Se esse mesmo objeto é colocado em um ambiente iluminado exclusivamente por luz monocromática verde, podemos
afirmar que um observador perceberá este objeto como sendo: a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o objeto.
b) vermelho, pois a cor do objeto independe da radiação incidente. c) preto, porque o objeto só reflete a cor vermelha.
d) um tom entre o verde e o vermelho, pois ocorre mistura das cores.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Utilize o enunciado e o gráfico abaixo para responder à(s) questão(ões) a seguir.
Um feixe de luz branca incide em uma das faces de um prisma de vidro imerso no ar. Após atravessar o prisma, o feixe emergente exibe um conjunto de raios de luz de diversas cores. Na figura abaixo, estão representados apenas três raios correspondentes às cores azul, verde e vermelha.
22. A partir dessa configuração, os raios 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, às cores: a) vermelha, verde e azul.
b) vermelha, azul e verde. c) verde, vermelha e azul. d) azul, verde e vermelha. e) azul, vermelha e verde.
23. Considere duas lâminas planas: uma lâmina L1, semitransparente e que exposta à luz do sol produz uma sombra verde, com comprimento de onda λVERDE; e outra lâmina L2 opaca, que ao ser iluminada pelo sol parece verde a um observador. É correto afirmar que as ondas do espectro eletromagnético visível com comprimento de onda λVERDE são mais intensamente:
a) refletidas por L1 e por L2.
b) transmitidas por L1 e refletidas por L2. c) transmitidas por L1 e por L2.
d) refletidas por L1 e transmitidas por L2.
24. A imagem abaixo corresponde a um esquema das partes que compõem um dispositivo de segurança muito utilizado nas portas de entrada das residências – o “olho mágico”.
O esquema nos mostra que esse dispositivo é, na verdade, um sistema óptico composto de 4 lentes esféricas devidamente posicionadas e representadas, na figura, pelos números 4, 5 e 7. Logo abaixo da tabela que contém a descrição de cada uma das partes, temos uma representação esquemática dessas lentes. Considerando a sequência: lente superior (4), lentes intermediárias (7) e lente inferior (5) que compõe o jogo de lentes do “olho mágico”, podemos afirmar que essas lentes são, respectivamente, do tipo:
a) convexo-côncava, plano-côncava, plano-côncava e plano-convexa. b) convexo-côncava, côncavo-plana, côncavo-plana e convexo-plana. c) côncavo-convexa, plano-côncava, plano-côncava e plano-convexa. d) côncavo-convexa, plano-côncava, côncavo-plana e plano-convexa. e) biconvexa, plano-côncava, côncavo-plana e plano-convexa.
25. Luz solar incide verticalmente sobre o espelho esférico convexo visto na figura abaixo.
Os raios refletidos nos pontos A, B e C do espelho têm, respectivamente, ângulos de reflexão θA, θB e θC tais que:
a) θA θBθC b) θA θCθB c) θAθC θB d) θA θBθC e) θA θBθC
26. Uma garota encontra-se diante de um espelho esférico côncavo e observa que a imagem direita de seu rosto é ampliada duas vezes. O rosto da garota só pode estar:
a) entre o centro de curvatura e o foco do espelho côncavo. b) sobre o centro de curvatura do espelho côncavo.
c) entre o foco e o vértice do espelho côncavo. d) sobre o foco do espelho côncavo.
e) antes do centro de curvatura do espelho côncavo.
27. Um salão de beleza projeta instalar um espelho que aumenta 1,5 vezes o tamanho de uma pessoa posicionada em frente a ele. Para o aumento ser possível e a imagem se apresentar direita (direta), a pessoa deve se posicionar, em relação ao espelho:
a) antes do centro de curvatura. b) no centro de curvatura.
c) entre o centro de curvatura e o foco. d) no foco.
e) entre o foco e o vértice do espelho.
28. A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos. Isso permite ver detalhes da superfície da pele que não são visíveis com o reflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada, pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luz refletida por uma superfície na condição de Brewster, como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luz refratada forma um ângulo de 90com o feixe da luz refletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster. Nesse caso, o ângulo da incidência θ também p, chamado de ângulo de polarização, e o ângulo de refração θr estão em conformidade com a Lei de Snell.
Considere um feixe de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre uma lâmina e faz um ângulo de refração θr de 30 .
Nessa situação, qual deve ser o índice de refração da lâmina para que o feixe refletido seja polarizado? a) 3 b) 3 3 c) 2 d) 1 2 e) 3 2
29. Uma luz monocromática verde e uma luz monocromática violeta propagam-se em um tipo de vidro com velocidades de 1,970 10 m / s 8 e 1,960 10 m / s, 8 respectivamente. Considerando que a velocidade da luz no vácuo é de 3,0 10 m / s, 8 a relação entre o índice de
refração do vidro para a luz verde (n )A e o índice de refração do vidro para a luz violeta (n )B será: a) nAnB b) nAnB c) nAnB d) nAnB e) nAnB
30. Um raio de luz se propaga pelo ar e incide em uma lente convergente, paralelamente ao eixo principal, saindo pela face oposta da lente. Sobre o raio de luz após sair da lente, cuja espessura não é desprezível, é correto afirmar que:
a) sofreu duas refrações.
b) sofreu uma refração seguida por uma difração. c) sofreu duas difrações.
d) sofreu uma difração seguida por uma refração.
31. Ao posicionar um objeto diante de uma lente esférica de características desconhecidas, é conjugada uma imagem real, invertida e com as mesmas dimensões do objeto. Tanto o objeto quanto sua imagem estão a 40 cm do plano da lente. Com relação a essa lente, podemos afirmar que:
a) Trata-se de uma lente divergente com distância focal igual a 10 cm. b) Trata-se de uma lente bicôncava com distância focal superior a 25 cm. c) Trata-se de uma lente convergente com distância focal inferior a 10 cm. d) Trata-se de uma lente divergente com distância focal superior a 30 cm. e) Trata-se de uma lente convergente com distância focal igual a 20 cm.
32. Quando um raio de luz, vindo do Sol, atinge a Terra, muda sua trajetória inicial. Por isso, vemos o Sol antes mesmo de ele ter, de fato, se elevado acima do horizonte, ou seja, podemos considerar que vemos o Sol “aparente” e não o real, conforme indica a figura a seguir.
Esse efeito ocorre devido ao fenômeno óptico chamado: a) reflexão.
b) dispersão. c) refração. d) difração.
33. Considere as seguintes afirmativas relacionadas aos fenômenos que ocorrem com um feixe luminoso ao incidir em superfícies espelhadas ou ao passar de um meio transparente para outro:
I. Quando um feixe luminoso passa do ar para a água, a sua frequência é alterada.
II. Um feixe luminoso pode sofrer uma reflexão interna total quando atingir um meio com índice de refração menor do que o índice de refração do meio em que ele está se propagando.
III. O fenômeno da dispersão ocorre em razão da independência entre a velocidade da onda e sua frequência.
IV. O princípio de Huygens permite explicar os fenômenos da reflexão e da refração das ondas luminosas.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente a afirmativa I é verdadeira.
b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
34. O sistema óptico encontrado no farol de um automóvel é constituído por um espelho côncavo e uma lâmpada posicionada sobre o seu eixo de simetria. Considerando-se que o feixe de luz proveniente desse farol seja divergente, a posição da lâmpada deve ser:
a) sobre a posição focal.
b) entre o vértice e a posição focal.
c) entre a posição focal e o centro de curvatura. d) após o centro de curvatura.
e) sobre a posição do centro de curvatura.
35. A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal, uma sombra de comprimento 6,0 m. Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a quantos metros do muro?
a) 2,0 b) 2,4 c) 1,5 d) 3,6 e) 1,1
36. Na noite do réveillon de 2013, Lucas estava usando uma camisa com o ano estampado na mesma. Ao visualizá-la através da imagem refletida em um espelho plano, o número do ano em questão observado por Lucas se apresentava da seguinte forma:
a)
b)
c)
d)
37. Nos diagramas abaixo, O representa um pequeno objeto luminoso que está colocado diante de um espelho plano P, perpendicular à página, ambos imersos no ar; I representa a imagem do objeto formada pelo espelho, e o olho representa a posição de quem observa a imagem.
Qual dos diagramas abaixo representa corretamente a posição da imagem e o traçado dos raios que chegam ao observador?
b)
c)
d)
e)
38. A tecnologia dos raios laser é utilizada em inúmeras aplicações industriais, tais como o corte de precisão, a soldagem e a medição de grandes distâncias. Guardadas suas características especiais, o laser pode sofrer absorção, reflexão e refração, como qualquer outra onda do espectro luminoso.
Sobre esses fenômenos da luz, é correto afirmar que um feixe de laser:
a) ao atravessar do ar para outro meio, muda a direção original de propagação, para qualquer que seja o ângulo de incidência.
b) ao atravessar da água para o vácuo, propaga-se com velocidade maior na água e, por esse motivo, a água é considerada um meio menos refringente que o vácuo.
c) ao se propagar em direção à superfície refletora de um espelho convexo, paralelamente ao seu eixo principal, reflete-se passando pelo foco desse espelho.
d) ao se propagar em direção à superfície refletora de um espelho côncavo, paralelamente ao seu eixo principal, reflete-se passando pelo foco desse espelho.
e) ao se propagar em direção à superfície refletora de um espelho côncavo, incidindo no centro de curvatura do espelho, reflete-se passando pelo foco desse espelho.
39. Um objeto que se encontra em frente a um espelho côncavo, além do seu centro de curvatura, passa a se movimentar em linha reta de encontro ao vértice do mesmo. Sobre a natureza da imagem produzida pelo espelho, é correto afirmar que é:
a) real durante todo o deslocamento. b) real no trajeto em que antecede o foco.
c) imprópria quando o objeto estiver sobre o centro de curvatura. d) virtual somente no instante em que o objeto estiver sobre o foco.
40. Ao ser emitida por uma fonte, uma luz monocromática, cujo comprimento de onda no ar é 0,
λ incide no olho de uma pessoa. A luz faz o seguinte percurso até atingir a retina: ar – córnea – humor aquoso – cristalino – humor vítreo. Considerando que o índice de refração do ar é n01,00, da córnea é n11,38, do humor aquoso é n21,33, do cristalino é n31,40 e do humor vítreo é n4 1,34 e que λ1, λ2, λ3 e λ4 são os comprimentos de onda da luz na córnea, no humor aquoso, no cristalino e no humor vítreo, respectivamente, assinale a alternativa correta. a) λ1λ0. b) λ2λ1. c) λ3 λ2. d) λ4 λ3. e) λ4 λ0.
41. Uma lente convergente de vidro possui distância focal f quando imersa no ar. Essa lente é mergulhada em glicerina, um tipo de álcool com índice de refração maior que o do ar. Considerando-se que o índice de refração do vidro é o mesmo da glicerina (iguais a 1,5), conclui-se que o diagrama que representa o comportamento de um feixe de luz incidindo sobre a lente imersa na glicerina é o seguinte:
a) b) c) d) e)
42. O arco-íris é um fenômeno óptico que acontece quando a luz branca do Sol incide sobre gotas esféricas de água presentes na atmosfera. A figura abaixo mostra as trajetórias de três raios de luz, um vermelho (com comprimento de onda λ700 nm), um verde
λ 546 nm
e um violeta
λ 436 nm ,
que estão num plano que passa pelo centro de uma esfera (também mostrada na figura). Antes de passar pela esfera, estes raios fazem parte de um raio de luz branca incidente.Analisando as trajetórias destes raios quando passam do meio para a esfera e da esfera, de volta para o meio, é correto afirmar que:
a) o índice de refração da esfera é igual ao índice de refração do meio.
b) o índice de refração da esfera é maior do que o do meio e é diretamente proporcional ao comprimento de onda
λ da luz.c) o índice de refração da esfera é maior do que o do meio e é inversamente proporcional ao comprimento de onda
λ da luz.d) o índice de refração da esfera é menor do que o do meio e é diretamente proporcional ao comprimento de onda
λ da luz.e) o índice de refração da esfera é menor do que o do meio e é inversamente proporcional ao comprimento de onda
λ da luz.43. Leia o texto a seguir.
O processo de unificação se faz por intermédio do que se chama de redes. Seria, portanto, pela unificação que adviria o fracionamento. As redes são vetores de modernidade e também de entropia. Mundiais, veiculam um princípio de ordem, uma regulação a serviço de atores hegemônicos na escala planetária.
O texto indica as transformações que passaram a caracterizar o mundo globalizado. Para que essa mudança se concretizasse era preciso consolidar um sistema mundial, conectado em redes, e capaz de transmitir dados e vozes em velocidades cada vez maiores e com melhores qualidades. Uma nova tecnologia passou a converter os dados digitalizados com a maior velocidade possível, por meio de um sistema no qual a informação é basicamente canalizada. Isso tornou as conexões na internet mais rápidas, diminuindo o tempo para transferências e cópias de arquivos.
As vias utilizadas nesse tipo de transmissão de informação e o fenômeno físico fundamental para seu funcionamento são, respectivamente:
a) os sinais de satélite e a reflexão interna total. b) as fibras ópticas e a difração.
c) os sinais de rádio e a reflexão de ondas. d) as fibras ópticas e a reflexão interna total. e) os sinais de satélite e a difração.
44. Uma haste luminosa de 2,5 m de comprimento está presa verticalmente a uma boia opaca circular de 2,26 m de raio, que flutua nas águas paradas e transparentes de uma piscina, como mostra a figura. Devido à presença da boia e ao fenômeno da reflexão total da luz, apenas uma parte da haste pode ser vista por observadores que estejam fora da água.
Considere que o índice de refração do ar seja 1,0, o da água da piscina 4,
3 sen 48,6° = 0,75 e tg 48,6° = 1,13. Um observador que esteja fora da água poderá ver, no máximo, uma porcentagem do comprimento da haste igual a:
a) 70%. b) 60%. c) 50%. d) 20%. e) 40%.
45. A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de fibras ópticas, que permitem acessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo (Gbps), o suficiente para baixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a maioria das conexões ainda é de 1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um milésimo dos acessos mais rápidos do Japão. A fibra óptica é composta basicamente de um material dielétrico (sílica ou plástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente e flexível. Ela é formada de uma região central envolta por uma camada, também de material dielétrico, com índice de refração diferente ao do núcleo. A transmissão em uma fibra óptica acontecerá de forma correta se o índice de refração do núcleo, em relação ao revestimento, for:
a) superior e ocorrer difração.
b) superior e ocorrer reflexão interna total. c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial. d) inferior e ocorrer interferência destrutiva. e) inferior e ocorrer interferência construtiva.
46. Um objeto movimenta-se com velocidade constante ao longo do eixo óptico de uma lente delgada positiva de distância focal f = 10 cm. Num intervalo de 1 s, o objeto se aproxima da lente, indo da posição 30 cm para 20 cm em relação ao centro óptico da lente. v0 e vi são as velocidades médias do objeto e da imagem, respectivamente, medidas em relação ao centro óptico da lente. Desprezando-se o tempo de propagação dos raios de luz, é correto concluir que o módulo da razão v0/vi é:
a) 2/3. b) 3/2. c) 1. d) 3. e) 2.
47. Um objeto é disposto em frente a uma lente convergente, conforme a figura abaixo. Os focos principais da lente são indicados com a letra F. Pode-se afirmar que a imagem formada pela lente:
a) é real, invertida e mede 4 cm.
b) é virtual, direta e fica a 6 cm da lente. c) é real, direta e mede 2 cm.
d) é real, invertida e fica a 3 cm da lente.
48. Uma lente plano-côncava, mostrada na figura a seguir, possui um raio de curvatura R igual a 30 cm. Quando imersa no ar (n1 = 1), a lente comporta-se como uma lente divergente de distância focal f igual a – 60 cm.
Assinale a alternativa que corresponde ao índice de refração n2 dessa lente. a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5
49. A extremidade de uma fibra ótica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser, acima da temperatura de fusão. A figura abaixo ilustra o formato da microlente para tempos de aquecimento crescentes (t1<t2<t3).
Considere as afirmações:
I. O raio de curvatura da microlente aumenta com tempos crescentes de aquecimento. II. A distância focal da microlente diminui com tempos crescentes de aquecimento. III. Para os tempos de aquecimento apresentados na figura, a microlente é convergente. Está correto apenas o que se afirma em:
(Note e adote: a luz se propaga no interior da fibra ótica, da esquerda para a direita, paralelamente ao seu eixo; a fibra está imersa no ar e o índice de refração do seu material é 1,5.)
a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III.
50. Numa família composta por 4 pessoas, cada uma com um defeito na visão diferente dos demais, tem-se que:
- o pai apresenta enrijecimento dos músculos ciliares, e com limitação de sua capacidade de acomodação visual tem dificuldades para enxergar objetos próximos e longínquos;
- a mãe apresenta um alongamento do globo ocular na direção ântero-posterior com dificuldade para enxergar objetos distantes;
- a filha apresenta irregularidades na curvatura da córnea e enxerga imagens embaçadas dos objetos próximos ou distantes;
- o filho apresenta um encurtamento do globo ocular na direção ântero-posterior com dificuldade para enxergar objetos próximos.
As lentes corretivas indicadas para os membros dessa família, considerando-se a ordem em que foram citados, são, respectivamente,
a) cilíndricas, bifocais, convergentes e divergentes. b) divergentes, bifocais, convergentes e cilíndricas. c) bifocais, divergentes, cilíndricas e convergentes. d) convergentes, cilíndricas, divergentes e bifocais.
51. O telescópio newtoniano, diferentemente do telescópio que utiliza apenas lentes de aumento para aproximar as imagens, usa um espelho esférico (ou parabólico para captar a luz). A imagem refletida pelo espelho é captada por uma lente objetiva, que é responsável pelo foco.
A figura abaixo é uma representação do telescópio newtoniano. Os elementos óticos indicados por A, B e C são, respectivamente:
a) um espelho côncavo, um espelho plano e uma lente convergente. b) uma lente convergente, um espelho plano e um espelho convexo. c) um espelho plano, uma lente divergente e um espelho côncavo. d) um espelho plano, um espelho côncavo e uma lente convergente.
52. 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.
53. 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.
54. Um raio de luz é parcialmente refletido e parcialmente refratado na superfície de um lago. Sabendo-se que o raio de luz incidente faz um ângulo de 55º em relação à superfície da água, quais são os ângulos de reflexão e de refração, respectivamente?
Dado: Índice de refração da água: 1,33. a) 180° e 360°. b) 55º e 65º. c) 1 e 1,33. d) 35º e 25,5º. e) 35º e 35º.
55. Um objeto decorativo consiste de um bloco de vidro transparente, de índice de refração igual a 1,4, com a forma de um paralelepípedo, que tem, em seu interior, uma bolha, aproximadamente esférica, preenchida com um líquido, também transparente, de índice de refração n. A figura a seguir mostra um perfil do objeto.
Nessas condições, quando a luz visível incide perpendicularmente em uma das faces do bloco e atravessa a bolha, o objeto se comporta, aproximadamente, como:
a) uma lente divergente, somente se n > 1,4. b) uma lente convergente, somente se n > 1,4. c) uma lente convergente, para qualquer valor de n. d) uma lente divergente, para qualquer valor de n. e) se a bolha não existisse, para qualquer valor de n.
56. Um projetor de slide é um dispositivo bastante usado em salas de aula e/ou em conferências, para projetar, sobre uma tela, imagens ampliadas de objetos. Basicamente, um projetor é constituído por lentes convergentes.
Nesse sentido, considere um projetor formado por apenas uma lente convergente de distância focal igual a 10 cm. Nesse contexto, a ampliação da imagem projetada, em uma tela a 2 m de distância do projetor, é de:
a) 20 vezes b) 19 vezes c) 18 vezes d) 17 vezes e) 16 vezes
57. O olho mágico é um dispositivo óptico de segurança residencial constituído simplesmente de uma lente esférica. Quando um visitante está a 1 m
2 da porta, esse dispositivo óptico forma, para o observador, no interior da residência, uma imagem três vezes menor e direita do rosto do visitante. É correto afirmar que a distância focal e o tipo da lente que constituem o olho mágico são, respectivamente:
a) 1 m 2 , divergente. b) 1 m 4 , divergente. c) 1 m4 , convergente. d) 1 m 2 , convergente. e) 1 m4 , convergente.
58. Uma estudante constrói uma luneta usando uma lente convergente de 58,2 cm de distância focal como objetiva e uma lente convergente com 1,9 cm de distância focal como ocular. Sabendo-se que a distância entre as lentes ocular e objetiva é de 60 cm, qual é, aproximadamente, a distância, em centímetros, entre a imagem final de um astro observado e a ocular? a) 10,0 b) 30,6 c) 34,2 d) 36,4
59. Um espelho plano horizontal é borrifado com água até que seja formada sobre ele uma película de água, contínua e não uniforme. Um objeto é, então, colocado na frente deste espelho e se percebe que a imagem do objeto se encontra distorcida. Isso ocorre porque a película d’água:
a) reflete os raios incidentes.
b) refrata os raios que a atravessam. c) absorve os raios incidentes.
d) impede que o espelho reflita os raios.
e) impede que os raios incidentes a atravessem.
60. Dois raios de luz, um vermelho (v) e outro azul (a), incidem perpendicularmente em pontos diferentes da face AB de um prisma transparente imerso no ar. No interior do prisma, o ângulo limite de incidência na face AC é 44° para o raio azul e 46° para o vermelho. A figura que mostra corretamente as trajetórias desses dois raios é:
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[C]
Como mostra a figura, o eclipse lunar é consequência da propagação retilínea da luz e esse fenômeno ocorre na lua cheia, quando a Lua passa pelo cone de sombra da Terra.
Resposta da questão 2:
[C]
O fenômeno do arco-íris ocorre devido à mudança de meio da luz branca que incide sobre gotas de chuva, ocorrendo a mudança de velocidade das diversas cores que compõe a luz branca. Cada cor sofre a refração, sendo que o vermelho tem maior velocidade e refrata em um ângulo menor em relação ao azul que possui menor velocidade depois de refratado e um ângulo de refração maior, sendo assim, no arco-íris vemos o vermelho por fora e o azul por dentro do cone de luz. Neste fenômeno, as frequências das luzes monocromáticas são mantidas constantes.
A alternativa [C] está de acordo com o fenômeno.
Resposta da questão 3:
[A]
Por semelhança de triângulos temos:
di i di i o do o do sendo, di distância da imagem do distância do objeto i tamanho da imagem o tamanho do objeto Então, 0,8 cm i 3 m 0,6 cm 6 mm 4 m Resposta da questão 4: [D]
Antes: i i o i o d i d d d Depois: i i o 3i o d 3i (d 6) d6 d Logo, i d 3i (d 6) i d 3i (d 6) i d 3(d 6) d 3d 18 2d 18 d 9 m Resposta da questão 5: [C]
No espelho convexo a imagem de um objeto real é sempre virtual, direita e menor que ele.
Resposta da questão 6:
[C]
Para espelhos plano ou esféricos, a imagem de um objeto real é virtual e direita ou é real e invertida. Essa imagem virtual é reduzida no convexo, de mesmo tamanho no plano e ampliada no côncavo.
Assim, tem-se:
Espelho A convexo, pois a imagem é virtual direita e menor.
Espelho B plano, pois a imagem é virtual direita e de mesmo tamanho. Espelho C côncavo, pois a imagem é virtual direita e maior.
Resposta da questão 7:
[C]
Resolução Gráfica
A figura mostra o objeto posicionado de acordo com o enunciado. Nota-se que a imagem é real, invertida e menor que o objeto.
Resolução Analítica
Aplicando a equação de Gauss para espelhos esféricos, tem-se:
2 1 1 1 p f 4 f f 4 f 4f p' p' p' . p' 0 Imagem real p' f p p f 4 f f 3 f 3 Da equação do aumento linear transversal:
A 0 Imagem invertida
f f f 1
A A . 1
f p f 4 f 3 f 3 A Imagem três vezes menor 3
Portanto, a imagem é real, invertida e 3 vezes menor que o objeto.
Resposta da questão 8:
[B]
Fazendo a construção da imagem para o objeto além do centro de curvatura do espelho, obtemos uma imagem real, invertida e menor conforme a figura abaixo:
Observa-se também, que a distância da imagem ao vértice do espelho é de 30 cm, que pode ser comprovada pela equação de Gauss:
1 1 1 f dido sendo: f20 cm e do60 cm. 1 1 1 1 1 1 di 30 cm 20di602060 di Resposta da questão 9: [A]
O ângulo θ deve ser tal que o raio não sofra refração para a água. Ou seja, o ângulo de incidência na superfície da casca deve ser maior que o ângulo limite (L), mostrado na figura.
Pela lei de Snell, calcula-se o valor de L.
a
f a
f
n 1,5 1
n senL n sen90 senL L 30 .
n 3 2 Da figura: 90 L 30 . L 90 θ α θ α
Então, para que o raio não saia da fibra o ângulo θ deve ser maior que 30 . Assim: θ30 .
Resposta da questão 10:
[B]
A rigor, não há alternativa correta. A resposta dada como correta [B] afirma que só pode ocorrer reflexão total quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente. Ora, se a luz passa não ocorre reflexão total.
Essa afirmação ficaria melhor se alterada para:
A reflexão total só pode ocorrer quando o sentido de propagação da luz é do meio mais refringente para um menos refringente. Quando ocorre reflexão total a luz não passa.
Resposta da questão 11:
[A]
A vergência de uma lente esférica, em dioptrias, é dada pelo inverso da distância focal da lente, usando-se o sinal negativo para as lentes divergentes e positivo para as convergentes. Vergência anterior: 1 1 1 1 1 1 V 2 f 0,5 m f f Vergência posterior: 2 2 2 2 1 1 V 2,5 f 0,4 m f f
Logo, a distância focal em dez anos reduziu em 0,1m 10 cm.
[B]
Pela Lei de Snell-Descartes relaciona-se o índice de refração de uma substância com o seu ângulo de refração, tendo:
1 1 2 2
n sen r n sen r
Então, conclui-se que quanto maior o índice de refração menor é o ângulo de refração, portanto:
água álcool etílico solução de açúcar
θ θ θ
Resposta da questão 13:
[B]
Da definição de índice de refração: 8 8 a a 8 8 b b 3 10 v v 2,14 10 m/s. 1,4 c c n v v n 3 10 v v 1,87 10 m/s. 1,6 Resposta da questão 14: [D]
O feixe emitido pela estrela, antes de passar próximo aos Sol é divergente, após a passagem ele se torna cilíndrico. A massa do Sol tem a função similar a de uma lente convergente.
Resposta da questão 15:
[A]
Uma lente esférica delgada de bordas finas, imersa no ar, tem comportamento óptico convergente e funciona como lupa (lente de aumento) quando o objeto está colocado entre o foco principal objeto e o centro óptico da lente. Nesse caso, a imagem é virtual direita e maior que o objeto.
A figura ilustra a situação:
Resposta da questão 16:
[A]
O sensor da câmera capta uma imagem real. Assim, o aumento linear transversal é A 1 . 20
Das equações dadas:
p' p' A A. p p f 1 30 A p 30 600 p 630mm. p f 20 p 30 1 1 1 p' f f p p' p p f Resposta da questão 17: [D]
Pelo descrito no enunciado, o estudante não enxergava bem pois o seu ponto próximo era superior a 25 cm. Este tipo de problema é característico do problema de visão chamado hipermetropia. Para correção deste, é necessária uma lente convergente.
Como é dado que a vergência da lente a ser usada é de 2 dioptrias, temos que: 1 1 V m f 1 2 f f 50 cm Resposta da questão 18: [D]
O cristalino é uma lente natural tendo o papel de convergir os raios luminosos recebidos pelo observador para a retina. Já a quantidade de luz que entra no olho é regulada pela dilatação da pupila que tem a forma circular escura interna à íris que caracteriza a cor dos olhos de cada um, enquanto as cores dos objetos que enxergamos são percebidas por células especializadas localizadas na retina, chamadas de bastonetes.
Resposta da questão 19:
[B]
A miopia é um defeito de visão que faz com que as imagens sejam formadas antes da retina, isto é, entre o cristalino e a retina, deixando a imagem borrada para distâncias longas. O uso de lentes divergentes corrige o problema.
Resposta da questão 20:
[E]
Considerando o cristalino uma lente biconvexa simétrica e que as duas faces estejam em contato como o mesmo meio, pela equação do fabricante de lente, tem-se:
rel
rel
rel 1 1 1 1 2 1 n 1 n 1 f R. f R R f R 2 n 1 A distância focal é diretamente proporcional ao raio de curvatura. Assim, se o raio de curvatura diminui, o cristalino tem sua distância focal reduzida.
Da equação da vergência,V 1, f
a vergência é inversamente proporcional à distância focal. Então, se a distância focal é reduzida, o cristalino torna-se mais convergente.
Resposta da questão 21:
[C]
Na teoria das cores, o que enxergamos de um objeto é a luz refletida por este, com isso, se enxerga o objeto vermelho porque a luz incidente, tendo todos os comprimentos de onda, é absorvida pelo corpo exceto o comprimento de onda característico da cor vermelha que é refletida. Se a luz que ilumina o objeto vermelho não contém essa cor, o objeto passará a não refletir nada e teremos a impressão da cor preta.
Resposta da questão 22: [A]
Considerando os desvios sofridos pela luz para atravessar o prisma, para frequências maiores este desvio é também maior, sendo assim, a luz vermelha sofre o menor desvio enquanto a luz azul tem o maior desvio entre as cores mencionadas. Portanto os raios marcados com os números 1, 2 e 3 pertencem, respectivamente, às cores vermelha, verde e azul.
Resposta da questão 23:
[B]
O conceito sobre visualização de uma cor se dá devido à uma superfície refletir um ou mais espectros da luz branca.
Logo, pode-se concluir que:
1. A Lâmina L1 está absorvendo vários espectros de luz, com exceção do da luz verde VERDE
(λ ), que atravessa a lâmina produzindo uma sombra verde.
2. A Lâmina L2 reflete somente o espectro verde (λVERDE), absorvendo os demais e por isto o aparente verde a um observador.
Resposta da questão 24:
[C]
Resposta da questão 25:
[B]
A figura ilustra a resolução, mostrando que θA θC θB.
Resposta da questão 26:
[C]
No espelho esférico côncavo, para que a imagem seja virtual direita e maior, o objeto deve estar entre o foco e o vértice do espelho, como ilustra o esquema.
Resposta da questão 27:
[E]
Como se trata de objeto real, para que a imagem seja direita, ela deve também ser virtual. Então o objeto deve estar posicionado entre o foco e o vértice do espelho, como mostra a figura.
Resposta da questão 28:
[A]
Dados:nm1; θp 60 ; θr 30 . Aplicando a Lei de Snell:
m p L r L L L
3 1
n sen n sen 1sen60 n sen30 n n 3.
2 2
θ θ
Resposta da questão 29:
[C]
Como o índice de refração n é a razão entre a velocidade da luz c e a velocidade da luz no meio v, temos:
c n
v
Logo, a luz monocromática com menor velocidade terá maior índice de refração. Com isso, a luz monocromática violeta que tem a menor velocidade de propagação no meio terá o maior índice de refração e a relação será nA n .B
Resposta da questão 30:
É observado o fenômeno da refração sempre que uma onda passa de um meio para outro de índice de refração diferente. Independentemente do tipo de lente, o raio de luz sofrerá uma refração na separação ar-lente na sua entrada e logo em seguida outra refração na separação lente-ar. Desta forma, pode-se dizer que sofrerá duas refrações.
Resposta da questão 31: [E] Dados da questão: | i | | o | | p | | p' | 40cm
Para formar uma imagem tal que | i | | o |, lente tem que ser convergente. Um detalhe importante de se ressaltar é que por a imagem ser invertida, a amplitude será de negativa. Logo, o i i p ' A 1 o p Se p 40 cm Logo, p ' 40 cm Então, 1 1 1 f p p ' 1 1 1 2 f 40 40 40 2 f 40 f 20 cm Resposta da questão 32: [C]
A atmosfera da Terra funciona como uma lente, refratando os raios luminosos, provocando uma imagem aparente tendo o Sol em uma posição mais alta no horizonte. Este fenômeno ondulatório chama-se refração e ocorre também no pôr do sol. A refração caracteriza-se por uma mudança de velocidade da onda luminosa ao passar de um meio para outro. Verificamos esse efeito ao colocar um lápis dentro de um copo com água.
Resposta da questão 33:
[B]
Justificando as afirmativas incorretas:
[I] A frequência depende somente da fonte do feixe luminoso. Quando um feixe passa de um meio para outro (refração) a fonte é a mesma e por isso a frequência permanece constante. [III] O fenômeno da dispersão ocorre exatamente quando a velocidade de propagação de um meio depende da frequência.
As afirmativas [II] e [IV] estão corretas, portanto a resposta é a [B].
Resposta da questão 34:
[B]
A questão é delicada, pois todo feixe convergente, após a interseção dos raios, torna-se divergente. É o que ocorreria se a lâmpada fosse colocada antes do foco, em qualquer dos pontos, P ,1 P2 ou P ,3 como ilustra a figura. Isso faria corretas as alternativas [C], [D] e [E].
Na prática, isso é inconveniente, pois tornaria o farol mais longo. É mais econômico e estético o posicionamento da lâmpada entre o vértice e a posição focal, em P ,4 como mostra a figura. Então, para não polemizar, ficamos com a alternativa [B].
Resposta da questão 35:
[D]
Observe que os triângulos sombreados são semelhantes
Portanto: 4 1,6 24 4x 9,6 4x 14,4 x 3,6 m. 6 6x Resposta da questão 36: [B]
No espelho plano, objeto e imagem são simétricos em relação ao plano do espelho. Como consequência, a imagem é revertida em relação ao objeto.
Resposta da questão 37:
[E]
Resposta da questão 38:
[D]
É própria definição de foco principal de um espelho esférico: vértice de um feixe que incide paralelamente ao eixo principal.
Resposta da questão 39:
[B]
Para um objeto real e um espelho esférico côncavo gaussiano, temos: - objeto no infinito (impróprio) imagem no foco;
- objeto antes do centro imagem real, invertida e menor; - objeto o centro e o foco imagem real, invertida e maior; - objeto no foco imagem imprópria;
- objeto entre o foco e o vértice imagem virtual, direita e maior.
Resposta da questão 40:
[A]
O índice de refração é definido como n C, v
onde C é a velocidade da luz no vácuo e v no meio em questão.
Se n C v C f C C
v n λ n λ nf
Observamos que o comprimento de onda é inversamente proporcional ao índice de refração. Como n0 < n2 < n4 < n1 < n3 concluímos que λ0 λ2λ4 λ1λ3.
Resposta da questão 41:
[E]
Quando a luz passa de um meio para outro de mesmo índice de refração, ela não sofre desvio em sua trajetória. Esse fenômeno chamado continuidade óptica.
Poderia, também, ser aplicada a Lei de Snell:
vidro glic n sen i sen i 1,5 1 sen r sen i r i. sen r n sen r 1,5
Ou seja, o ângulo de refração é igual ao de incidência, não ocorrendo desvio na trajetória dos raios.
[C]
O índice de refração da água é maior que o do ar. Logo, o índice de refração da esfera é maior que o do meio.
De acordo com a lei de Snell:
meio meio esf
esf esf meio
v n sen i . sen r v n λ λ
Assim, o índice de refração (n) é inversamente proporcional ao comprimento de onda (λ ).
Resposta da questão 43:
[D]
O texto cita: “... de um sistema no qual a informação é basicamente canalizada”. A canalização de informações dá-se através da reflexão total interna em fibras ópticas.
Resposta da questão 44:
[D]
A figura ilustra o fenômeno ocorrido.
Aplicando a Lei de Snell para o dioptro ar-água:
água ar
4 1 3
n seni n sen90 seni 1 1 seni seni . 4
3 4
3
Da tabela dada: i = 48,6° tgi = 1,13. Mas, da figura:
R 2,26 2,26
tgi 1,13 h h 2 m.
h h 1,13
Ainda da figura, a parte visível da haste (y) é: y h H y H h 2,5 2 y0,5 m. Em valores percentuais:
(%) (%) 0,5 50 y 100 2,5 2,5 y 20%. Resposta da questão 45: [B]
Na fibra óptica, a luz fica confinada no interior do núcleo, sem penetrar na casca, sendo conduzida por reflexão total, fenômeno que somente é possível quando o sentido de propagação da luz é do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, o índice de refração do núcleo é maior que o da casca.
Resposta da questão 46:
[E]
Determinemos as posições das imagens nas duas situações, utilizando a aproximação de Gauss.
'
p
1
p
1
f
1
Primeira posição: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 p ' 15 cm. 10 30p 'p ' 103030 Segunda posição: 2 1 1 1 1 1 1 1 1 p ' 20 cm. 10 20p 'p ' 1020 20 Resposta da questão 47: [A]Utilizando a equação de Gauss temos:
f P
1 1 1
P'
Observando a ilustração temos: P3 cm e f2 cm 1 1 1 1 1 1 3 2 P ' ' 2 3 6 1 1 P ' 6 cm P ' 6 2 3 P
Sabendo que P' é positivo, concluímos que a imagem é REAL. Vejamos agora se a imagem é direita ou invertida. P ' 6 cm A P 3 cm A 2
Logo, a imagem é duas vezes maior (fator 2) que o tamanho do objeto, porém é invertida (sinal negativo).
Observando a imagem apresentada, podemos observar que o objeto tem 2 cm de altura, logo sua imagem será invertida e de tamanho igual a 4 cm.
Assim concluímos que a imagem será é REAL, INVERTIDA e de tamanho igual a 4 cm.
Resposta da questão 48:
[C]
Considere uma lente de faces esféricas, de raios R1 e R2, de índice de refração n2, envolvida por um meio de índice de refração n1. Usando as leis da refração, é possível mostrar que a
distância focal dessa lente é dada por:
2 1 1 2 n 1 1 1 1 f n R R
f = distância focal da lente
n1 = índice de refração do meio exterior
n2 = índice de refração da lente
R1 e R2 = raios de curvatura das faces.
Essa equação pode ser usada para determinar a distância focal de qualquer tipo de lente esférica (bicôncava, plano-convexa, côncavo-convexa etc.), desde que o sinal do raio de curvatura R seja positivo quando a superfície externa que limita a lente for convexa, e negativo, quando ela for côncava.
Aplicando a equação acima, vem:
2 2 n n 1 1 1 1 1 1 1 0,6 1 0,3 0,6 1 0,3 2 2 n 1 0,5n 1,5 Resposta da questão 49: [E]
Analisando cada uma das afirmativas.
I. Incorreta. A figura ilustra os perfis adquiridos pela microlente com os tempos crescentes de aquecimento.
Nota-se nela que R3 < R2 < R1. Assim, o raio de curvatura da microlente diminui com os
tempos crescentes de aquecimento.
II. Correta. De acordo com a equação do fabricante de lentes (I), a vergência (V) de uma lente plano convexa é dada pela expressão:
lente meio n 1 V 1 (I) n R 1 f (II) V
Ela nos mostra que à medida que o raio de curvatura diminui a vergência aumenta. A expressão (II) mostra que a distância focal é o inverso da vergência. Portanto, a distância focal da microlente diminui com os tempos crescentes de aquecimento.
III. Correta. Como são lentes plano-convexas imersas no ar, e o índice de refração do material da fibra (nlente = 1,5) é maior que o do meio (nar = 1), a microlente tem vergência positiva. Logo,
a microlente é convergente.
Resposta da questão 50:
[C]
A tabela apresenta as diferentes deficiências visuais (ametropias) e as correspondentes lentes corretivas.
Pessoa Ametropia Lentes corretivas Pai Presbiopia Bifocais ou multifocais
Mãe Miopia Divergentes
Filha Astigmatismo Cilíndricas Filho Hipermetropia Convergentes
Resposta da questão 51:
[A]
O elemento “A” é um espelho côncavo já que os raios entram paralelos à reta AB (eixo) e, após a reflexão convergiriam para um ponto à direita de B (foco).
O elemento “B” é um espelho plano, pois simplesmente desviou a trajetória dos raios em direção a C.
O elemento “C” é uma lente convergente, pois concentrará os raios no olho do observador.
Resposta da questão 52:
[D]
a) Falso. O índice de refração é diferente. b) Falso. 8 8 9 14 7 3 10 C f 3,0 10 600 10 f f 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 8 C 3,0 10 3,0 10 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 53: [E]
A luz branca ao atravessar um prisma sofre decomposição (dispersão) em suas cores componentes.
Resposta da questão 54:
[D]
O ângulo de incidência (i) de reflexão (i’) e de refração (r) são todos medidos em relação à norma à superfície.
Então:
i90º 55º i35º.
O ângulo de reflexão é igual ao de incidência:
i '
i
35º.
Adotando sen 35° = 0,57 e aplicando a lei de Snell, vem:
água ar
n
sen i sen 35º 1,33 0,57 0,57
1,33 sen r 0,43.
sen r n sen r 1 sen r 1,33
Consultando uma tabela trigonométrica, verificamos que r = 25,5º.
Resposta da questão 55:
[B]
De acordo com a lei de Snell, quando a luz passa do meio menos para o mais refringente a luz aproxima-se da normal e, quando passa do mais para o menor refringente, a luz afasta-se da normal.
As figuras mostram as duas situações propostas na questão: n > 1,4 e n < 1,4. Analisando-as, concluímos que para n > 1,4, o objeto comporta-se com lente convergente.
Resposta da questão 56: [B]
