Questões de Concurso sobre Óptica

Considere um filtro polarizador linear no plano $S$, cuja polarização é paralela ao eixo $x$. Uma onda eletromagnética com polarização linear no eixo $z$ propaga-se na direção do eixo $y$. Um pêndulo é colocado na frente do filtro. A ponta do pêndulo contém uma pequena placa circular feita de um filtro de polarização linear. Quando o pêndula está em repouso, a polarização é paralela ao eixo $x$. O pêndulo oscila no plano $S^{\prime }$, de 90º a 90º, conforme mostra a figura. Uma chapa fotográfica capaz de absorver a onda eletromagnética é colocada atrás dos filtros de polarização. Despreze efeitos de difração e interferência. Considere que os planos $S$ e $S^{\prime }$ são paralelos ao plano $xz$.

Assinale a alternativa que melhor representa o que vai ser visto na chapa fotográfica.

Considere-se que Lucas, que é hipermetrope e estava sem seus óculos, tenha precisado, para conseguir ler um livro, acomodá-lo a 35 cm de distância de seus olhos. Sabendo-se que, nas pessoas emetropes, isto é, de visão normal, o ponto próximo está localizado a 25 cm do olho, é correto afirmar que a vergência da lente dos óculos de Lucas, em dioptrias (di), é maior que 1,2.

Em 2002, um mecânico da cidade mineira de Uberaba (MG) teve uma ideia para economizar o consumo de energia elétrica e iluminar a própria casa num dia de sol. Para isso, ele utilizou garrafas plásticas PET com água e cloro, conforme ilustram as figuras. Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz. Nos últimos dois anos, sua ideia já alcançou diversas partes do mundo e deve atingir a marca de 1 milhão de casas utilizando a “luz engarrafada”.

ZOBEL, G. Brasileiro inventor de “luz engarrafada” tem ideia espalhada pelo mundo. Disponível em: www.bbc.com. Acesso em: 23 jun. 2022 (adaptado).

Que fenômeno óptico explica o funcionamento da “luz engarrafada”?

Em uma parede P está incrustada uma lâmpada puntiforme L acesa. Em frente à parede P existe um espelho plano e vertical AB que reflete a luz proveniente de L, iluminando a região A’B’ de P, conforme ilustrado na figura seguinte:

A partir de certo instante, o espelho passa a oscilar em movimento harmônico simples, cuja posição x obedece à equação horária x = 0,2 cos(2 t + 𝜋), permanecendo ainda vertical e paralelo à parede P.

Nessas condições, a velocidade de A’ em relação a B’ terá módulo

Um pedaço de madeira de 1,8 m de comprimento está na posição vertical em frente a um muro. O sol está atrás do pedaço de madeira. A sombra projetada pelo pedaço de madeira possui um comprimento de 2,0 m no solo e 0,60 m no muro. Um homem destrói completamente o muro e apenas o solo está a frente do pedaço de madeira. Calcule o comprimento da sombra projetada no solo pelo pedaço de madeira.

Um novo telescópio chamado James Webb foi lançado pela NASA. Ele é, basicamente, um grande observatório espacial que consegue enxergar objetos – como estrelas, galáxias e exoplanetas – super distantes no espaço. Sua massa é de 6,5 toneladas e seu espelho primário tem 6,5 m de diâmetro, com cerca de 50m de distância focal.

Disponível em: https://g1.globo.com/ciencia/noticia/2021/10/29/nasa-lanca-telescopio-que-supera-o-hubble-conheca-o-james-webb-criado-para-captar-as-primeiras-galaxias-do-universo.ghtml

Ele ficará a 1,5 milhões de quilômetros da Terra em um ponto chamado Lagrange Terra-Sol L2. Considere agora que seu foguete seja puntiforme e, ao deixá-lo nesse ponto, ele vai se distanciando do telescópio seguindo a função horária x(t)=3t.

Considerando-se que x(t) é dado em metros e “t” em segundos, qual é, em m/s, o valor do módulo da velocidade instantânea da imagem do foguete no centro do intervalo onde ela é real, maior e invertida?

Um raio luminoso se propaga no ar e incide em um meio líquido. O ângulo de incidência do raio luminoso com a normal é indicado por α, e o ângulo de refração do raio luminoso com a normal é indicado por β.

O índice de refração relativo do líquido em relação ao ar é indicado por

No caso do telescópio em tela, é necessário utilizar as leis de reflexão e refração para explicar o funcionamento do instrumento como um todo.

Na figura A, há uma representação do fenômeno de birrefringência, ao passo que, na figura B, está esboçado um conjunto de três polarizadores em um meio homogêneo, atravessados por uma luz não polarizada de intensidade I₀.

Cada polarizador está posicionado a 45º em relação ao anterior. Com relação a essas informações e às leis que regem o efeito de polarização de ondas eletromagnéticas, assinale a opção correta.

Com base na imagem apresentada a seguir, assinalar a alternativa que preenche as lacunas abaixo CORRETAMENTE:

Segundo as leis da propagação da luz, esta se propaga no vácuo, em todas as direções e em linha reta. Essas direções são indicadas por retas, que representam os raios luminosos, sendo que um conjunto de raios luminosos constitui um feixe luminoso, que pode ser de três tipos, representados na figura acima. São eles: ____________ (A), ____________ (B) e ____________ (C).

Para que uma lente delgada funcione como uma lupa, ela deve ser

Para um observador em pé na beira de uma piscina, uma pedra colocada no fundo e bem no centro dela parece estar

A temperatura é a medida da energia cinética média de translação dos átomos e moléculas. Quando aumenta essa energia cinética média aumenta a temperatura. Convém ressaltar que pode haver variação de energia interna sem que ocorra variação na temperatura, como por exemplo, nas mudanças de fase. A física térmica está fortemente relacionada ao ser humano, portanto, abaixo encontram-se exemplos desse tipo de física, onde ocorre a manutenção de uma camada de ar estacionária internamente, impedindo a transmissão do calor por convecção.

Marque a alternativa que apresenta um exemplo INCORRETO.

Mariana estava em seu quarto quando sua irmã Marcela entrou para entregar uma blusa que havia pegado emprestada na noite anterior. Mariana percebeu que, enquanto Marcela abria a porta espelhada do guarda-roupas, a imagem de um pôster que estava colado em uma parede e era refletida pelo espelho se movia. À medida que o espelho era rotacionado para que a porta fosse aberta, a imagem conjugada por ele se movia também. Desse modo, se Marcela abrir a porta do guarda-roupa com uma velocidade angular de $\frac{\pi }{3}$ rad/s, qual será a velocidade angular da imagem em relação ao objeto?

Em uma aula de laboratório de física, com a intenção de mostrar a reflexão total, foram usados um disco de acrílico cortado ao meio formando um semi-círculo, um transferidor e uma fonte de luz que incidirá na peça de acrílico em diferentes ângulos.

Sabe-se que o índice de refração do ar é igual a um e o do acrílico supostamente é igual a dois. Para essa demonstração é correto afirmar corretamente que a fonte de luz incide na face

Um prisma de vidro tem índice de refração igual a $\sqrt{2}$ ≅ 1,414. Um raio de luz monocromático, proveniente do ar, incide em uma das faces do prisma sob um ângulo de 45° com a normal. O ângulo de incidência na segunda face é o ângulo limite θ_L de reflexão total.

Qual é o ângulo β de abertura do prisma?

(Dado: $\sqrt{2}$/2 ≅ 0,707)

Sob o ponto de vista da óptica geométrica, o olho humano tem a função de projetar imagens dos objetos, que cercam as pessoas, sobre uma minúscula camada chamada retina, localizada no ‘fundo’ do olho, ou seja, na parte posterior dele. Para que as imagens sejam nítidas, tanto para objetos próximos quanto para os distantes, uma lente natural chamada cristalino, localizado logo atrás da pupila, altera sua vergência, uma vez que a distância entre o cristalino e a retina não se altera depois que as pessoas atingem a idade adulta. A distância em questão é de cerca de 2,5 cm, em média. Considera-se, normalmente, que as pessoas enxerguem com nitidez objetos localizados de 25 cm do olho até o infinito. Nessas condições, a vergência do olho humano deve variar, em dioptrias, entre

Assinale o esquema que melhor representa a formação da imagem (i), de um objeto distante, em um olho com hipermetropia.

Em óptica denomina-se “desvio angular” (δ) o ângulo que a direção de incidência forma com a direção de emergência. Quando um raio de luz monocromática, vindo do ar, incide sobre a superfície livre de um líquido transparente em equilíbrio hidrostático da origem a um raio refratado e um raio refletido. Ocorrem, portanto, um desvio angular por refração (δ_refl) e um desvio angular por reflexão (δ_refl) como ilustra a figura.

Suponha que o desvio angular por refração δ_refr = 30^o e que o desvio angular por reflexão δ_refr = 60^o . Considere o índice de refração do ar n_ar = 1. Nesse caso, o índice de refração do líquido é igual a

Observe a figura a seguir.

No laboratório, ao incidir um feixe de luz sobre a face A de um prisma, obteve-se como resultado três feixes a, b, e c emergindo na face B. Os feixes emergentes possuem de comprimentos de onda λ_a, λ_b e λ_C. Conforme a figura, o que justifica essa separação dos feixes e qual é a ordem crescente dos comprimentos de onda dos feixes emergentes?