Questões de Concurso sobre Óptica

Um raio de luz, viajando no vácuo a uma velocidade de 300.000 km/s, atravessa um pedaço de sílica com índice de refração igual a 1,5. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade da luz na sílica.

Com o intuito de se determinar a diferença entre níveis energéticos de um dado elemento químico, faz-se a luz emitida pelo elemento incidir em uma rede de difração com 26 mil linhas por centímetro. A luz emitida passa por uma fenda colimadora e, a seguir, por uma lente convergente que produz raios paralelos, que incidem na rede de difração, formando um ângulo Φ = 53º com a direção normal à rede. A figura ao lado ilustra esse momento.

Sabendo-se que, nessa situação, o primeiro máximo de interferência da luz incidente é observado a θ = 30º, o comprimento de onda da luz emitida pelo elemento, em nm, é

Considere: sen 30º = 0,50; cos 30º = 0,87; sen 53º = 0,80; cos 53º = 0,60.

Uma associação formada por três espelhos planos é construída no interior de uma estrutura tubular. Em uma das figuras está ilustrado o trajeto de um raio de luz monocromático, através da estrutura, ocasionado pelas sucessivas reflexões, até atingir o observador.

Uma placa de madeira ABCD, em forma de quadrado, é colocada de frente para a entrada da estrutura tubular. A disposição dos vértices A, B, C e D na imagem vista pelo observador pode ser representada por

A fim de se determinar o raio de curvatura de um espelho convexo, uma lente convergente, de distância focal 40 cm, é colocada em frente ao espelho convexo. Uma pequena lâmpada de lanterna acesa é posicionada a 60 cm da lente. O espelho é movimentado, de forma a aproximá-lo ou afastá-lo da lente, com o intuito de colocá-lo em uma posição tal que se forme uma imagem da lâmpada exatamente no foco da lente, a 20 cm da lâmpada. Quando esse propósito é alcançado, o espelho situa-se a uma distância de 70 cm da lente, conforme ilustra a figura ao lado.

Desse modo, o raio de curvatura do espelho convexo, em cm, mede

Uma câmara escura de orifício possui 20 cm de profundidade. Coloca-se a câmara diante de uma árvore com 5 m de altura, de modo que o orifício fique a 10 m da árvore.

A imagem da árvore que se forma no fundo da câmara tem altura de

Uma lente convergente, cuja distância focal é de 10 cm, forma uma imagem de um objeto colocado a 5 cm de distância da lente. Assinale a alternativa correta quanto ao tipo de imagem formada.

Um raio de luz cujo comprimento de onda vale 589 nm, viajando através de um vidro cujo índice de refração vale $\sqrt{2}$ , incide, formando um ângulo de 30º com a normal ao plano de separação vidro-ar. Assinale a alternativa que apresenta o ângulo que o raio faz com a normal ao plano de separação vidro-ar após ser refratado.

Para uma dada luz monocromática, o índice de refração do vidro vale 1,25. Isto significa que a velocidade de propagação dessa luz monocromática, no vidro citado, é

Um objeto de 1,5 cm de altura é colocado a uma distância de 5 cm de um espelho côncavo cuja distância focal vale 10 cm. A altura da imagem formada é de

A fim de se determinar a velocidade da luz em um dado líquido, uma vasilha ampla foi preenchida pelo líquido até a altura de 21 cm. Uma pequena fonte de luz, que irradia em todas as direções, tal como uma pequena lâmpada de lanterna, foi colocada no fundo da vasilha. Quando se acende a fonte de luz, apenas uma região circular, com 56 cm de diâmetro, é iluminada na superfície livre do líquido. A figura a seguir ilustra essa situação. Considere que as paredes da vasilha não refletem a luz irradiada pela fonte.

Sabendo-se que a velocidade da luz no ar é 3,0 × 10⁸ m/s, a velocidade da luz no líquido em questão, em m/s, é

Um raio de luz cujo comprimento de onda é 600 nm viaja no vácuo. Em seguida, atravessa uma placa de sílica, cujo índice de refração é de 1,5. Assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda do raio de luz na placa de sílica.

Um feixe de luz incide na interface entre dois meios — I e II —, sendo que o índice de refração do meio I é maior que o do meio II.

No diagrama abaixo são apresentadas quatro retas — m, n, p e q — que podem representar os raios incidente, refletido e transmitido na interface.

Nessa situação, é CORRETO afirmar que os raios incidente, refletido e transmitido são, respectivamente,

Uma pessoa olha para dentro de um frasco de vidro cilíndrico de altura a e diâmetro superior e inferior b, com paredes verticais finas de modo que seu olhar vá da borda superior até a extremidade oposta no fundo, conforme ilustrado a seguir.

Mantendo os olhos fixos na mesma posição, o frasco é enchido completamente com um líquido transparente. Com isso, a pessoa passa a ver uma pequena pedra que está no centro do recipiente, conforme figura a seguir.

Considerando o índice de refração no ar igual a 1,0, nesse caso, o índice de refração do líquido pode ser calculado por

A luz é transmitida a grandes distâncias, fazendo curvas, através de fibras ópticas. Isto é possível devido ao fenômeno óptico denominado