Questões de Concurso sobre Óptica

Considere um teste em que uma pessoa fará testes com espelhos: um plano e outro côncavo. A montagem é apresentada abaixo onde o emoji representa a pessoa, o coração é o objeto, ambos mantidos fixos. As dimensões e características físicas do observador e do objeto não devem ser consideradas, assim como questões de altura e posicionamento que não estejam contidas no corte do plano indicado, que contém todos os raios de luz relevantes à análise. Os espelhos são representados por linhas sólidas e um espelho substitui o outro na posição indicada em cada teste. O espelho convexo tem em C seu centro de curvatura, e as linhas tracejadas são uma referência sugerida.

Assinale a alternativa que tem uma afirmação correta.

Admitindo que o comprimento de onda do feixe no meio 1 é 𝜆 = 1,5. 10⁻⁶𝑚, é correto afirmar que a frequência desse feixe é 𝑓 = 200 THz.

As lentes cilíndricas, componentes ópticos de notável relevância, desempenham um papel essencial na correção do astigmatismo, uma das deficiências visuais mais comuns. Essas lentes são caracterizadas por apresentarem superfícies curvas em apenas uma direção, seja cilíndrica ou semicilíndrica, com o objetivo de aprimorar a qualidade da visão, tornando-a mais precisa e nítida. Além de sua significativa aplicação na correção de distorções visuais, as lentes cilíndricas assumem uma importância destacada na correção da luz proveniente de lasers. Muitas vezes, feixes de laser apresentam perfis com intensidade irregulares devido a imperfeições na cavidade do laser ou em seu modo de operação. Nesse cenário, as lentes cilíndricas são utilizadas para corrigir essas distorções, tornando mais uniforme a intensidade do feixe de luz. Nas figuras apresentadas nas alternativas, considere que a luz é proveniente de uma fonte localizada à esquerda das imagens, indicada pelo ponto, e se propaga para a direita, criando, em um anteparo não representado, o padrão ilustrado. Qual das figuras a seguir melhor representa o comportamento da luz ao atravessar a lente cilíndrica representada?

Considere um feixe de luz linearmente polarizada com uma densidade de energia por unidade de área de 1000 W/m². Esse feixe de luz oscila a um ângulo de +20° em relação à vertical nos quadrantes 1 e 3 (considerando o círculo trigonométrico). Durante sua propagação, esse feixe de luz encontra dois polarizadores lineares ideais em sequência. O primeiro polarizador tem seu eixo de transmissão desviado a -25° em relação à vertical nos quadrantes 2 e 4, enquanto o segundo polarizador está posicionado a +35° em relação à vertical nos quadrantes 1 e 3.

(Se necessário use: 𝑐𝑜𝑠5° = 0,996, 𝑐𝑜𝑠10° = 0,985, 𝑐𝑜𝑠15° = 0,966, 𝑐𝑜𝑠20° = 0,940, 𝑐𝑜𝑠25° = 0,906, 𝑐𝑜𝑠35° = 0,819, 𝑐𝑜𝑠45° = $\frac{\sqrt{2}}{2}$ , 𝑐𝑜𝑠55° = 0,574, 𝑐𝑜𝑠60° =$\frac{1}{2}$, 𝑐𝑜𝑠80° = 0,174)

Qual é a intensidade da luz que emerge do segundo polarizador?

Como a velocidade de propagação do feixe luminoso no meio 1 é superior à velocidade de propagação desse feixe no meio 2, a frequência do feixe luminoso no meio 1 é superior à frequência desse feixe no meio 2.

A visão é um sentido de grande importância para a percepção do mundo pelos humanos e por outros animais. Para compreender o sentido da visão, entretanto, é preciso conhecer as propriedades da luz.

Com relação à luz, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa.

( ) Um corpo que reflete difusamente apenas verde sob a luz branca, será visto como preto sob luz vermelha.

( ) Quando um raio de luz incide sobre uma superfície plana e polida como a superfície de um espelho comum, o raio de luz é refletido com o mesmo ângulo com que incidiu.

( ) Em frente a um espelho plano, quando levantamos a mão direita, a imagem faz o mesmo, mas ocorre uma inversão, pois o lado esquerdo aparece como direito; é o fenômeno da refração de imagens.

As afirmativas são, respectivamente,

A visão representa uma função básica e vital para os seres vivos. Em um estado em que o olho está relaxado e focado em um objeto a mais de 6 metros, os raios de luz provenientes desse objeto são essencialmente paralelos e os raios são focados no fundo do olho sem esforço, como representado a seguir.

(https://stringfixer.com/pt/Emmetropia. Adaptado)

Acompanhando esses raios luminosos e descrevendo o papel de cada parte indicada de 1 a 5, associa-se corretamente que

Numa aula de física, o professor deseja projetar a imagem de uma figura sobre uma tela de projeção de forma que a imagem seja 100 vezes maior que a figura. A tela foi colocada a 4,0 m da lente convergente do projetor. Dentro do projetor, qual é a distância da figura à lente?

Um aquário é feito por um vidro multilaminado por segurança. Considere que ele seja constituído por uma superposição de seis lâminas de materiais transparentes diferentes. Todos possuem a mesma espessura, entretanto, os índices de refração de cada material são diferentes. Se um feixe de luz monocromático incide sobre o vidro desse aquário com um ângulo de 30° com a normal, qual o ângulo em que ele sairá na água do aquário?

Dados:

n_ar = 1

n_água = 4/3

Uma lente de vidro, cujo índice de refração vale 1,3, está imersa no ar, que tem índice de refração igual a 1,0. Além disso, essa lente tem perfil simétrico e geometria biconvexa, apresentando uma distância focal igual a 27 cm. Quando essa mesma lente for imersa em um meio cujo índice de refração vale 1,2, ela:

No contexto da óptica geométrica, já se defendia, à época de Newton, um comportamento dual da luz, ainda que distinto do que se confirmou com o advento da física quântica.

Se um raio de luz passar de um meio A para um meio B, sendo o meio B mais refringente que A, esse raio sofrerá um desvio e se aproximará da reta normal.

A óptica pode ser classificada em geométrica e física. A primeira preocupa-se em estudar a natureza da luz, enquanto a segunda estuda os fenômenos luminosos, sem preocupar-se em explicar a natureza da luz.

Ainda em relação à razão entre as velocidades da luz entre dois meios pelos quais ela se propaga, assinale a alternativa em que o material indicado apresente o menor índice de refração.

Se os espelhos que formam a cavidade do laser refletem 100% e 95% da intensidade da luz, respectivamente, os dois espelhos não refletem totalmente os feixes, pois um deles deve deixar passar a luz, o chamado feixe emergente.

Os materiais dicroicos fazem a luz sofrer dupla refração, sendo bastante absorventes para uma componente da polarização e impedindo que a outra componente que passa através deles sofra qualquer absorção.

A lupa, ou microscópio simples, é um instrumento óptico que consiste, basicamente, de uma lente convergente. Caso esta lente fosse substituída por uma lente divergente, a imagem conjugada de um objeto real colocado sobre o eixo principal, seria ___________________________ .

Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do trecho anterior.

Um feixe de luz monocromática, ao incidir perpendicularmente à face AB de um prisma imerso em ar emerge paralelamente à face BC. Assinale a alternativa que contém o valor correto do índice de refração do material do prisma (n) e do ângulo limite (𝜃) para que ocorra reflexão total na passagem de um feixe de luz do prisma para o ar. Considere n_ar = 1

O problema das moscas volantes é uma condição ocular na qual pequenos pontos ou fios escuros parecem flutuar no campo de visão de uma pessoa. Essas "moscas" são resultantes de aglomerados de proteínas ou resíduos de células que se formam no humor vítreo, uma substância gelatinosa que preenche o interior do olho. Essas alterações causam mudanças na densidade e viscosidade do humor vítreo, interferindo no trajeto da luz que entra no olho. Como resultado, ocorrem efeitos visuais percebidos pelo observador. Considerando o problema de visão descrito, a percepção das moscas volantes:

A figura mostra a trajetória de um raio de luz monocromática ao atravessar um prisma imerso em ar; o raio incide em uma das faces laterais, com ângulo de incidência de 60^o, e emerge normalmente à face lateral oposta.

Considere o índice de refração do ar igual a 1.

O índice de refração do prisma para essa luz é