Questões de Concurso sobre Óptica

O espelho retrovisor de um carro e o espelho em portas de elevador são, geralmente, espelhos esféricos convexos. Para um objeto real, um espelho convexo gaussiano forma uma imagem

O dispositivo da Figura abaixo é conhecido como Experiência de Young. Uma lâmpada L emitindo luz monocromática é posta diante de uma tela opaca, T1, que tem uma fenda estreita. Atrás da tela T1, é colocada outra tela opaca, T2, que tem duas fendas estreitas, ambas iguais à fenda da tela T1. A luz chega ao anteparo P e produz a imagem disposta ao lado, com franjas claras e escuras.

O fenômeno que produz o padrão representado na imagem é denominado

Conforme a figura acima, duas lanternas muito potentes, cilíndricas, com diâmetro D= 4 cm, estão alinhadas no plano vertical. Ambas possuem lentes nas extremidades, cujos centros ópticos O estão alinhados verticalmente e cujas distâncias focais são f = 3 cm. Uma das lentes é convergente e a outra é divergente. Suas lâmpadas geram raios de luz horizontais, que encontram as lentes das respectivas lanternas e são projetados até um anteparo vertical. Sabendo que a distância entre os centros ópticos das duas lentes é y= 12 cm, a distância máxima centre os centros ópticos das lentes O e o anteparo, em centímetros, que faz com que a luz projetada pelas lanternas não se sobreponha é:

Uma gota de água em repouso sobre uma régua de plástico, pode ser considerada, utilizando uma boa aproximação, como uma semiesfera. Ao olharmos os objetos através dessa gota, eles aumentam ou diminuem de tamanho conforme se afasta ou se aproxima a régua do objeto. Fazendo algumas considerações, a gota de água pode ser utilizada como uma lente e os efeitos ópticos do plástico podem ser desprezados. Se a gota tem raio de curvatura de 5,0 mm e índice de refração 1,35 em relação ao ar, podemos afirmar que a distância focal dessa gota é de aproximadamente:

Um professor faz duas montagens em um laboratório de óptica. Na primeira delas, uma fonte de luz coerente incide sobre uma minúscula fenda, na qual a luz é projetada em um determinado anteparo. Na segunda, a mesma fonte de luz incide sobre duas fendas minúsculas e também é projetada sobre esse anteparo.

Com esses dois experimentos, o professor pretende mostrar os fenômenos ópticos, respectivamente:

Uma luneta astronômica é composta por duas lentes convergentes dispostas paralelamente dentro de um tubo de superfície lateral opaca. Deseja-se construir uma luneta para observar os anéis de Saturno. Um técnico de laboratório dispõe de diversas opções. Escolha abaixo aquela que será mais apropriada, desprezando aberrações:

Em 1803 Thomas Young deu uma grande contribuição ao estudo da Luz apresentando seus resultados sobre difração de luz em uma fenda dupla. Na imagem abaixo vemos um desenho de Young retratando o fenômeno. Na imagem imediatamente abaixo vemos a imagem da difração e interferência da luz de um laser que incide sobre um fio de cabelo.

Figura: Acima - Desenho de Thomas Young representando o fenômeno de difração e interferência. Abaixo – Imagem tratada a partir de fotografia das franjas resultantes da difração e interferência de luz de um laser vermelho que incide sobre um fio de cabelo humano. Em preto temos as regiões brilhantes.

Fonte: Science Teacher’s Research Center, http://chem.lapeer.org

Considere as afirmações abaixo.

I. Young representou em seu desenho ondas na superfície da água, representando as cristas utilizando como analogia do fenômeno ocorrido com a luz.

II. Se a distância entre as fendas diminuir, a distância entre as interferências destrutivas aumenta.

III. A distância entre as interferências destrutivas pode ser utilizada para determinar a espessura do fio de cabelo.

IV. Quanto maior a distância das fendas ao anteparo que projeta as franjas de difração, menor a distância entre pontos de interferência destrutiva.

São verdadeiras as afirmações:

Lupas são lentes simples de uso comum na identificação de impressões digitais. Considere que sejam lentes esféricas de bordas delgadas. Ao se colocar um objeto à meia distância entre o foco principal objeto e o centro óptico de uma lupa, a imagem será:

Uma pequena bola B se aproxima de um espelho plano E com velocidade de módulo constante v = 9,0 m/s. A trajetória da bola faz um ângulo θ = 30° com a superfície do espelho.

De acordo com os Princípios da Óptica Geométrica, é CORRETO afirmar que

Uma fonte luminosa esférica de 2,0 cm de diâmetro ilumina um objeto opaco, também esférico, de diâmetro 3,0 cm, colocado a 1,0 m de distância. Um anteparo é colocado a 3,0 m do objeto e a 4,0 m da fonte, perpendicularmente à reta que une os seus centros.

Nestas condições, a relação entre os raios das regiões de penumbra e de sombra projetadas no anteparo vale

Uma lente biconvexa de vidro de distância focal F, um anteparo e uma pequena lâmpada são usados para projetar imagem, ilustrando a formação de imagens em lentes. A configuração na qual se obtém uma imagem da lâmpada, projetada no anteparo, real e menor, é

O ramo da física que estuda as relações entre o calor trocado, representado pela letra Q, e o trabalho realizado, representado pela letra τ, num determinado processo físico que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza.

(http://brasilescola.uol.com.br/fisica/termodinamica.htm)

O segmento da Física definido no conceito apresentado é

Considere uma lente esférica delgada, S, de bordas finas, feita de material de índice de refração n maior do que o índice de refração do ar. Com esta lente podem-se realizar dois experimentos. No primeiro, a lente é imersa em um meio ideal, de índice de refração n₁ , e o seu comportamento óptico, quando um feixe de luz paralela passa por ela, é o mesmo de uma lente côncavo-convexa de índice de refração n imersa no ar. No segundo, a lente S é imersa em um outro meio ideal, de índice de refração n₂ , e o seu comportamento óptico é o mesmo de uma lente convexo-côncava de índice de refração n imersa no ar. Nessas condições, são feitas as seguintes afirmativas:

I. n₂ >n>n₁ .

II. a lente S, quando imersa no ar, pode ser uma lente plano-côncava.

III. a razão entre as vergências da lente S nos dois experimentos não pode ser 1.

IV. as distâncias focais da lente S, nos dois experimentos, são sempre as mesmas. São corretas, apenas