Questões de Concurso sobre Óptica

Normalmente, é possível ver o arco-íris se formar logo após uma chuva, do meio da tarde até o final da tarde, ou do início da manhã até o meio da manhã. Nesse sentido, o arco-íris pode ser

Um cientista realiza um experimento de refração da luz usando um bloco cúbico de vidro no ar. Com o bloco em repouso no solo, ele faz incidir sobre uma face um raio luminoso monocromático sob um ângulo î, com a normal à face, tal que 0 < î < 90º ; a refração do raio luminoso fica visível no interior do bloco sob um ângulo ê tal que ê < î < 90 . Em seguida, o sistema é acelerado no ar, em linha reta, e a incidência do raio continua sendo sob o mesmo ângulo î.

Nesse referencial não inercial, o raio de luz refratado, no interior do bloco, deverá

Com relação à polarização da luz, assinale a opção correta.

Em uma cuba quadrada de 60 cm de lado e 20 cm de profundidade cujas paredes são de material opaco, há em seu fundo e exatamente em seu centro geométrico um ponto vermelho. Considerando que a cuba, que se encontra no ar, está cheia de um líquido transparente de índice de refração √2, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do diâmetro de um disco opaco que deve ser colocado na superfície desse líquido, cujo centro coincida com a posição do ponto vermelho, de modo que alguém olhando para dentro da cuba não consiga observar o ponto.

Uma fonte luminosa pontual é colocada sobre o eixo principal de um espelho côncavo, a 3cm do foco. A imagem conjugada pelo espelho se forma a 12cm do foco.

A distância focal do espelho é de

A vergência de uma lente é a sua capacidade de desviar a luz incidente sobre ela. Considere uma lente biconvexa de índice de refração 1,5 e de curvaturas iguais a 100 cm mergulhada em um recipiente contendo um líquido transparente de índice de refração 1,2. Assinale a alternativa correta para a vergência dessa lente quando no interior desse líquido.

A figura a seguir representa um esquema de um circuito elétrico associado a um banco óptico onde um objeto real movimenta-se junto com um cursor de uma resistência ôhmica variável. Há também outra resistência ôhmica variável cujo cursor movimenta-se junto com um anteparo. Entre o objeto e o anteparo há uma lente convergente de distância focal igual a “f”. E alimentando esse circuito há uma bateria que fornece uma tensão “V”.

As duas resistências variáveis são feitas de materiais de resistividade “μ” e de área igual a “S”. Assinale a alternativa que indica corretamente a expressão da intensidade “i” da corrente elétrica formada quando uma imagem real é conjugada pela lente no anteparo.

OBS: não há contato elétrico entre o circuito e os elementos do banco óptico.

Sistemas ópticos compostos por associação de lentes desempenham um papel fundamental no ensino de física no campo da óptica geométrica. Eles são utilizados para produzir imagens com características especiais, assim como aquelas obtidas por microscópios compostos ou lunetas astronômicas. Nesse contexto, considere um caso teórico em que duas lentes delgadas, sendo elas coaxiais, são associadas com uma distância 𝑑 = 15 𝑐𝑚 entre elas. As lentes têm distâncias focais 𝑓₁ = 10 𝑐𝑚 e 𝑓₂ = 2 𝑐𝑚. Qual é a vergência equivalente da associação das lentes?

Índice de refração é a razão entre as velocidades da luz entre dois meios pelos quais ela se propaga. O índice de refração absoluto, por sua vez, é calculado tendo como referência o vácuo, o meio pelo qual a luz se propaga com a maior velocidade possível. Sendo assim, é correto dizer que esse índice mede quantas vezes a velocidade da luz é maior no vácuo do que em outros meios. Enquanto isso, o índice de refração relativo é definido como a razão entre as velocidades da luz entre dois meios quaisquer. Nesse cenário, se um certo meio transparente e homogêneo tem um índice de refração absoluto de 1,4 e considerando-se a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0.10⁸ m/s, a velocidade com que a luz se propaga em seu interior é de aproximadamente

Uma pessoa não consegue ver nitidamente objetos próximos, em virtude do achatamento do globo ocular, só conseguindo ver nitidamente objetos localizados a 1,2 m do seu globo ocular, ou seja, essa distância corresponde ao seu ponto próximo. Neste caso foi indicado para ela uma lente corretiva com vergência de 2,5 di. Determine, com o uso da lente, a que distância, em cm, esta pessoa passará a ver nitidamente os objetos formados em relação ao globo ocular, ou seja, o novo ponto próximo.

O microscópio composto é um instrumento óptico normalmente utilizado na observação de objetos de pequenas dimensões e consta de duas lentes, geralmente compostas e com eixos coincidentes. A lente que fica mais próxima do objeto é denominada objetiva e aquela através da qual a pessoa observa a imagem ampliada é denominada ocular.

(Desenho ilustrativo fora de escala)

Figura adaptada de: Fundamentos da Física – v.2 (página 355)

O objeto (O) a ser observado está localizado em um ponto além do foco F₁ da lente objetiva de forma que, a imagem formada por essa lente (i₁), é real e maior que o objeto O. A imagem real i₁ é “objeto” para a ocular, que fornece a imagem final do sistema (i₂) virtual e maior que a imagem i₁, ou seja, a ocular aumenta a ampliação gerada pela objetiva.

É CORRETO afirmar que as lentes oculares e objetivas utilizadas no microscópio composto são, respectivamente:

Um objeto real é colocado a 1.000 m de um conjunto óptico composto por duas lentes delgadas, cujos graus de vergência valem, respectivamente, -2,0 di e +10,0 di. As lentes estão praticamente encostadas, muito próximas entre si e com seus planos focais paralelos, de forma que os respectivos eixos ópticos principais são coincidentes e passam pelo centro do objeto. Sendo assim, a distância focal do conjunto mede _____ cm, a imagem formada é ______,_____ e menor do que o objeto, além de formar-se a aproximadamente ______ cm do centro óptico.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Uma dada lente delgada convergente tem uma distância focal f. Ao colocar-se um objeto sobre o eixo óptico, a uma distância p da lente, forma-se uma imagem a uma distância p' da lente. Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da distância p em que o objeto deve ser colocado de modo a formar uma imagem real situada à metade da distância do objeto à lente.

Um raio de luz se propaga em um meio 1 (𝑛₁ = 1,5) e sofre refração ao penetrar em um segundo meio com índice de refração igual a 2, com um ângulo de incidência na interface meio 1-meio 2 igual a 60°. Posteriormente, esse raio refrata novamente em um terceiro meio, com um ângulo de refração igual a θ (onde 𝑠𝑒𝑛𝜃 = 0,25). Ao incidir no quarto meio, o ângulo de incidência corresponde ao ângulo crítico, resultando em reflexão interna total.

Qual é o índice de refração mais próximo para o quarto meio?

Uma solução salina em água, com concentração de 25%, é colocada em um recipiente de vidro. Um feixe de luz monocromática incide sobre a interface do líquido com o ar. O seno do ângulo entre o feixe incidente e a direção perpendicular à superfície é 0,500. O seno do ângulo entre o raio refratado e a perpendicular à interface é também medido, sendo igual a 0,350. Assinale a alternativa que apresenta o índice de refração para essa solução salina.

Relativamente a princípios da óptica geométrica, leis da reflexão e refração da luz, assinale a opção correta.

A birrefringência ocorre quando um raio de luz decomposto em duas porções atravessa alguns sólidos cristalinos isotrópicos, como, por exemplo, a calcita ou o quartzo.

Prismas, lentes, espelhos, fotômetros são exemplos de

Nos dias em que o céu se encontra parcialmente ensolarado e com a presença de gotículas de água suspensas no ar, é possível observar, em muitos casos, a presença de um arco-íris. Ao incidir sobre as gotas de água, a luz proveniente do Sol sofre decomposição em virtude de fenômenos ópticos característicos. Sendo assim, os fenômenos ópticos presentes na interação gotícula de água e luz do Sol, e que colaboram fortemente para o surgimento desse espetáculo no céu são

A interferometria é uma das técnicas experimentais que mais impactaram a metrologia. Atualmente é empregada progressivamente para ampliar a precisão de medidas como a de massa, tendo participado, em 2019, da redefinição da massa no do sistema internacional de unidades. Na imagem abaixo vemos uma figura ilustrativa de uma balança que usa interferometria. Considere uma balança acoplada a um sistema óptico que ao se deslocar causa diferença no caminho de ida e volta de um feixe de laser vermelho fazendo-o interferir sobre o sensor que capta o feixe de referência e aquele que teve seu caminho óptico alterado.

Fonte: Han Haitjema, Sensors 19, p.4100 (2019).

Assinale a alternativa que apresenta a escala do menor deslocamento da balança que poderia ser medida a partir da ocorrência de interferência destrutiva completa sobre o detector que registra a intensidade do feixe resultante da interferência de um laser que emite no vermelho com comprimento de onda de 700 nm. Admita que o registro temporal do deslocamento da balança não seja um problema e entenda como escala o valor que mais se aproxima em ordem de grandeza (potência de 10) do resultado.