Questões de Concurso sobre Óptica

Durante uma aula de laboratório, o professor de Física utiliza uma lente para projetar, sobre um anteparo, a imagem real de um objeto. A seguir, o professor perguntou aos alunos qual ou quais alterações seriam observadas na imagem projetada do objeto no anteparo, caso metade da lente fosse recoberta por uma tinta opaca e, registrou no quadro da sala, as cinco respostas mais frequentes:

1- o brilho e o tamanho da imagem diminuem.

2- o tamanho da imagem diminui e sua forma altera.

3- o brilho da imagem aumenta e sua forma altera.

4- a forma da imagem sofrerá alteração.

5- o brilho da imagem fica menor.

É (são) correta(s) a(s) resposta(s)

Sobre os defeitos da visão, temos as seguintes afirmativas:

I. O astigmatismo pode ser corrigido com o uso de uma lente de superfície cilíndrica.

II. A hipermetropia pode ser corrigida com o uso de uma lente convergente.

III. A miopia pode ser corrigida com o uso de uma lente divergente.

Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Um objeto é colocado a 1,0 metro de distância de um anteparo. Em uma certa posição X, localizada entre o objeto e o anteparo, coloca-se uma lente convergente, cuja distância focal é 9 cm. Nesta posição, a lente produz no anteparo uma imagem ampliada e perfeitamente nítida do objeto. Nestas condições, a distância do anteparo até a lente deve ser:

Durante uma aula prática de laboratório, o professor dispunha de uma vela e de uma lente convergente L, de distância focal f = 20 cm. O professor posiciona a vela, inicialmente, a uma distância de X0 = 40 cm da lente e, a seguir, desloca-a para a posição X1 = 30 cm, com velocidade média de módulo 1,0 cm/s.

A respeito da experiência realizada pelo professor, analise as afirmativas abaixo e marque (V) para verdadeiro ou (F) para falso:

( ) A velocidade média, desenvolvida pela imagem da vela, durante o deslocamento, possui módulo igual a 2 cm/s.

( ) A velocidade relativa entre a vela e sua imagem possui módulo igual a 1 cm/s, e elas se afastam.

( ) O módulo do deslocamento da imagem é o dobro do módulo do deslocamento da vela.

A sequência correta é

Quanto ao fenômeno da refração da luz, assinale a alternativa correta.

O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada “convergente”.

( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa.

( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera.

( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Uma vela foi colocada diante de um espelho côncavo de acordo com a figura a seguir.

Se o raio do espelho tem 16 cm e o aumento linear é igual a –0,5, então x é igual a:

Dadas as afirmativas relacionadas com a natureza da luz e suas características de propagação,

I. No processo de polarização por reflexão numa interface ar-vidro, a luz natural será totalmente polarizada, com o vetor campo elétrico perpendicular ao plano de incidência, desde que o ângulo de incidência seja igual ao ângulo de Brewster.

II. Um feixe luminoso está sujeito ao fenômeno da reflexão interna total quando incide sobre a superfície de separação de um meio com índice de refração menor para outro com índice de refração maior.

III. A luz branca será decomposta em suas componentes monocromáticas quando atravessar uma interface ar-vidro, tendo a componente vermelha o ângulo de refração maior do que a componente azul.

IV. O princípio de Huygens é um método de análise da óptica geométrica que é usado para explicar o comportamento da luz, como a reflexão e a refração, ao se propagar em diversos meios.

verifica-se que estão corretas apenas

Nossos olhos nos permitem ver com nitidez objetos próximos ou distantes, pois conseguem modificar a distância focal do cristalino de modo que, dependendo da distância em que se encontre o objeto observado, sua imagem se forma na retina. Nesse processo, denominado “acomodação visual”, a ação dos músculos ciliares modifica a forma do cristalino alterando o raio de curvatura e, por conseguinte, a distância focal.

Nos olhos de uma pessoa adulta sem defeitos de visão, a distância mínima de visão distinta é, em média, 20 cm, o ponto remoto está no infinito, e a distância entre o cristalino e a retina é da ordem de 20 mm.

Assim, é possível estimar que a convergência do olho humano varia entre

Uma pessoa se encontra na beirada de uma piscina e observa uma moeda no fundo da mesma através de um feixe luminoso perpendicular à superfície da água que se encontra em repouso. Se a moeda é observada a 43 cm acima de sua posição real, então a profundidade no local onde ela se encontra é de:

(Considere: n_água = 4/3 e n_ar = 1.)

Em uma toalha azul de praia, iluminada apenas pela luz do Sol, estão organizados quatro copos vermelhos e 4 pratos de sobremesa brancos. Neste caso, levando em consideração que a óptica e as cores se relacionam através dos fenômenos: da refração, da reflexão e da dispersão da luz, podemos afirmar que

Um livro está posicionado a 45 cm de distância de uma lente, cuja a distância focal é de -10 cm. Este livro terá uma imagem

Por questões de segurança e eficiência, os faróis dos automóveis precisam emitir feixes luminosos paralelos, sendo possível ainda os ajustes de “luz alta” e “luz baixa”. Com dois espelhos côncavos E₁ e E₂, sendo o raio R₁ > R₂, é possível obter um feixe de luz paralelo utilizando uma fonte luminosa pontual, que emite em todas as direções do espaço. Estando a fonte luminosa e os vértices dos espelhos alinhados, com superfícies refletivas em oposição, o arranjo necessário deve ser tal que a fonte esteja localizada:

O interferômetro de Michelson é um importante dispositivo experimental baseado no efeito de interferência entre ondas eletromagnéticas coerentes. Seu princípio de funcionamento é baseado em um feixe de luz monocromática que é dividido em dois percorrendo caminhos ortogonais entre si. Padrões de interferência apresentando franjas são observados em um anteparo quando esses feixes que estão ópticamente alinhados se interferem. Este aparato apresenta uma grande capacidade de resolução para detectar alterações nos caminhos ópticos dos dois braços. A grande precisão da medida para detectar deslocamentos entre posições dos máximos e mínimos das franjas de interferência possibilitou a sua utilização por Michelson-Morley para comprovação da não existência do Éter. O interferêmetro montado sobre uma base giratória permitia alternar seus braços com relação à direção de rotação da Terra em sua órbita em torno do sol. Considerando-se que a luz monocromática utilizada no experimento era de 550 nm, o caminho óptico de cada braço do interferômetro era igual e media 11,0 m, e considerando que a velocidade de translação da Terra em torno do Sol é de 30 km/s, qual o deslocamento esperado entre as franjas quando o interferômetro era girado de 90º com relação à direção de translação da Terra em sua órbita? (Considere c = 300.000 km/s).

Observe a figura abaixo.

Um estudante, ao realizar um experimento, construiu, com uma lata de leite, uma câmara escura de oriflcio. Para isso, ele fez um furo no centro do fundo da lata e em seguida, retirou a tampa do outro lado, colando um disco de papel vegetal nessa tampa.

Ao colocar uma lâmpada acesa distante 60 cm de sua câmara escura de orifício, o estudante viu a projeção da imagem da lâmpada sobre o papel vegetal, conforme mostra a figura acima.

Observando as medidas obtidas no experimento, é correto afirmar que o tamanho da lâmpada utilizada é de

Na construção de micro ou nanoestruturas em laboratório, ao observarmos objetos através de um microscópio óptico ou eletrônico, frequentemente nos deparamos com o problema de distingui-los pelo fato de eles estarem muito próximos uns dos outros. Qual propriedade do instrumento está associada à capacidade de fazer essa distinção durante a observação?

Espelhos esféricos têm aplicações das mais diversas, desde a colimação da luz celeste nos telescópios refletores até a formação de imagens de objetos posicionados no chamado ponto cego do espelho retrovisor externo de alguns veículos. A nitidez das imagens, entretanto, depende de duas restrições geométricas observadas pelo cientista Johann Gauss. Com relação à reflexão da luz em espelhos esféricos, Gauss observou que a imagem

O comprimento de onda da luz amarela de sódio é 0,589μm. Considere um feixe de luz amarela de sódio se propagando no ar e incidindo sobre uma pedra de diamante, cujo índice de refração é igual a 2,4. Quais são o comprimento de onda, em angstroms, e a frequência, em quilohertz, da luz amarela de sódio no interior do diamante?

Dados: c = 3.10⁸ m/s

1 angstrom = 10^-10 m

Um espelho plano E é disposto sobre uma superfície horizontal. Um raio luminoso AP incide sobre o espelho gerando o refletido PB, como mostra a figura abaixo.

O ângulo de incidência i do raio luminoso no espelho é tal que