Questões de Concurso sobre Óptica

Telescópios são dispositivos utilizados para observações astronômicas e podem ser de diversos tipos, dependendo de sua construção. Entre outros, podemos citar o telescópio refrator, que utiliza somente lentes delgadas, e o refletor, que utiliza lentes delgadas e espelhos. Considere um telescópio refrator, constituído por uma lente objetiva de 90mm de diâmetro cuja ampliação angular é 50. Qual deve ser o menor raio de sua ocular para direcionar toda a luz de uma fonte pontual distante?

A figura a seguir mostra três situações nas quais um raio de luz, com comprimento de onda $\lambda$, incide perpendicularmente em um filme fino, de espessura d ≪ $\lambda$, com os índices de refração indicados.

A partir destas informações, podemos afirmar que:

Um feixe de luz laser de comprimento de onda $\lambda$₀ atravessa uma solução coloidal e é espalhado pelas partículas de forma que a intensidade da luz espalhada é I₀ .

Se dobrarmos o comprimento da luz do laser, a nova intensidade espalhada será

Um feixe de luz que se propaga em um meio 1 passa a se propagar em um meio 2, conforme ilustra a figura ao lado.

São feitas as seguintes afirmações:

I. A velocidade de propagação da luz no meio 1 é menor que a velocidade de propagação da luz no meio 2.

II. O índice de refração do meio 2 é maior que o índice de refração do meio 1.

III. O feixe será totalmente refletido no meio 1, se o ângulo de incidência for maior que 36°.

IV. O ângulo de refração será de 30°, se o ângulo de incidência for de 60°.

De acordo com as afirmativas, conclui-se que estão corretas apenas

Um raio de luz monocromático propagando-se no ar, meio definido com índice de refração igual a 1, incide, com ângulo de incidência igual a 60º, na superfície de um líquido. Ao refratar, esse raio de luz adquire uma velocidade, no líquido, de $\sqrt{2}$ . 10⁸ m/s . Considerando a velocidade da luz no ar igual a 3 . 10⁸ m/s, qual deve ser o seno do ângulo de refração formado entre o raio de luz refratado e a normal?

O fenômeno óptico em que a luz incide sobre uma superfície e retorna ao seu meio de origem é conhecido como

Analise a seguinte imagem de um olho humano:

Imagem: oftalmologistabh.com.br

Sobre a imagem, podemos afirmar que:

Em um olho hipermetrope, os raios paralelos são focalizados de tal modo que a imagem se forma atrás da retina, por isso a lente corretiva adequada nesse caso é a ilustrada na figura a seguir.

Observe a figura a seguir.

O cartão acima é visto por um observador através de uma lupa (lente esférica biconvexa) de vidro que se encontra no ar. O cartão é colocado a aproximadamente 20 cm da lupa cuja distância focal é da ordem de 10 cm. Sendo assim, marque a opção que apresenta a figura que o observador vê através da lente.

Uma das principais técnicas utilizadas para a investigação na área de matéria condensada é a espectroscopia Raman. Uma amostra do material é irradiada por um feixe de laser intenso na região do visível próximo ao UV. A luz é geralmente espalhada numa direção perpendicular ao feixe do laser incidente. Uma explicação clássica para o espalhamento Raman (pois o efeito é quântico) pode ser dada considerando-se um campo elétrico da onda eletromagnética (feixe do laser) oscilando como $E=E_0\cos 2\pi v_{0}t$ , sendo $E_0$ a amplitude de vibração e $v_0$ a frequência do laser. Considerando-se que a molécula sofre uma polarização dada por e que a molécula vibra com uma frequência , o deslocamento molecular será dado por: $x=x_0\cos 2\pi v_{m}t$ , onde $x_0$ é a amplitude de vibração da molécula. Considere que a vibração é pequena de tal forma que a polarizabilidade α é linear em x e pode ser expandida até primeira ordem em torno da posição de equilíbrio da molécula $(\alpha ={\alpha }_0+\frac{\vartheta \alpha }{\vartheta x}x)$

(sendo ${\alpha }_0$ a polarizabilidade na posição de equilíbrio). A polarização resultante que explica os espectros observados da amostra é dada por

A figura a seguir mostra o esboço de um experimento realizado com três pares de filtros polarizadores. Cada par foi montado de modo a ficar numa direção perpendicular à direção de propagação de um feixe paralelo de luz não polarizada, de intensidade I₀, que incide inicialmente no polarizador P₁. A direção de polarização de cada filtro está indicada pela linha tracejada e seu ângulo com o eixo horizontal ou o eixo vertical:

A partir destas informações, podemos afirmar que a fração da intensidade da luz incidente que atravessa os filtros nas três montagens satisfaz a relação:

A figura representa um prisma óptico, constituído de um material transparente, cujo índice de refração é crescente com a frequência da luz que sobre ele incide. Um feixe luminoso, composto por luzes vermelha, azul e verde, incide na face A, emerge na face B e, após ser refletido por um espelho, incide num filme para fotografia colorida, revelando três pontos.

Observando os pontos luminosos revelados no filme, de baixo para cima, constatam-se as seguintes cores: