Questões de Concurso Comentadas sobre ótica em física

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 3,0.10⁸m/s, a velocidade com que a luz se propaga em seu interior é de aproximadamente

Roberta é apaixonada por moda; gosta de se vestir bem e fica horas se admirando em frente ao espelho. Em seu quarto, Roberta colocou dois espelhos planos associados e de mesmo tamanho, de forma que as extremidades de ambos os espelhos estão sempre em contato, unidas por uma dobradiça, podendo se movimentar aumentando ou diminuindo o ângulo entre eles, conforme figura a seguir:

Caso Roberta deseje criar duas imagens posicionando-se entre os dois espelhos, qual deverá ser o ângulo entre estes espelhos?

Um estudante observou uma barra metálica que estava em frente a um espelho côncavo do laboratório de física e fez as seguintes anotações: “o objeto está à esquerda do centro de curvatura, raio do espelho igual a 20 cm, distância da imagem ao vértice igual a 12 cm e tamanho da imagem igual a 2 cm”.

Com os dados, o estudante calculou o tamanho real do objeto. O valor correto para o tamanho do objeto, em cm, é:  

Um estudante, em um laboratório, deseja ver um ponto “X” olhando diretamente para o espelho plano S₁. Os dois espelhos S₁ e S₂ estão perpendiculares ao plano do papel. A figura exibe possíveis segmentos de retas no plano do papel que saem do ponto P e incidem em S₁ e refletem em S<sub>2.


Entre os trajetos mostrados, qual é aquele que exibe, corretamente, o caminho percorrido pelo feixe de luz até o ponto X?</sub>  

Os óculos para hipermetropia usam lentes convexas convergentes. Se uma lente convexa tem distância focal com ƒ݂ centímetros e se um objeto é colocado a uma distância de p centímetros da lente com p > ƒ ,݂então a distância q da lente até a imagem está relacionada com p e ݂ƒ pela fórmula 1/p + 1/q = 1/ƒ. Qual é o intervalo em que a distância p de um objeto deve estar de uma lente convexa que tem ݂ƒ = 5 para que a imagem esteja a mais de 12 centímetros da lente?

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.

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.

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.

Nas imagens abaixo temos a representação lateral e frontal de um tubo de raios catódicos. Na visão lateral (imagem de cima) o feixe de elétrons (tracejado) parte da esquerda e incide sobre a tela de fósforo à direita (e emite luz visível).

Quando não há aproximação do imã ou de um campo magnético suficientemente intenso o feixe atinge o centro da tela.

Com o intuito de desviar o feixe, foi realizada uma sequência de aproximação dos pólos norte (N) ou sul (S) de um ímã na região do tubo próximo de onde ele se alarga (linha pontilhada no diagrama). Os cortes transversais A, B, C e D, tanto da tela quanto da região pontilhada coincidem. A sequência de experimentos é indicada na tabela: primeiro foi aproximado o pólo norte do ímã pelo lado A, depois o mesmo pólo pelo lado B, em seguida o pólo sul pelo lado C e por último o pólo norte pelo lado D.


Assinale a alternativa que preencha corretamente a última linha da tabela com a indicação da posição do ponto luminoso produzido na tela, utilizando a mesma referência dos pontos A, B, C e D, em cada situação da sequência (1, 2, 3 e 4) em que é observado. 

Uma almofada com listras nas cores azul e branca é colocada em uma sala escura e iluminada com luz vermelha.
As listras azuis e brancas são vistas, respectivamente, como 

Em óptica denomina-se “desvio angular” (δ) o ângulo que a direção de incidência forma com a direção de emergência. Quando um raio de luz monocromática, vindo do ar, incide sobre a superfície livre de um líquido transparente em equilíbrio hidrostático da origem a um raio refratado e um raio refletido. Ocorrem, portanto, um desvio angular por refração (δ_refr) e um desvio angular por reflexão (δ_refl) como ilustra a figura. 


Suponha que o desvio angular por refração δ_refr = 30º e que o desvio angular por reflexão δ_refl = 60o . Considere o índice de refração do ar n_ar = 1. Nesse caso, o índice de refração do líquido é igual a 

Um feixe de luz que vem se propagando no ar incide em uma placa de acrílico com um ângulo de 45o em relação com a normal. O índice de refração do ar é igual a 1,0 e o índice de refração do acrílico é igual a 1,4. Sabendo-se que , o ângulo de refração θ é:  

Observe o esquema abaixo. Ele representa a projeção da imagem de um objeto por meio de um espelho em uma folha de papel A distância da imagem ao espelho é de 20 cm e a distância do objeto ao espelho vale 4,0 m. O valor da distância focal aproximada, o nome do espelho usado e o tipo de imagem projetada são

Um espelho côncavo e outro convexo, de mesmo eixo principal, ambos de distância focal igual a 36cm, estão frente a frente, sendo 1m a distância entre seus vértices. Entre eles deve ser colocado um objeto perpendicular ao eixo principal em uma posição tal que ambos os espelhos conjuguem a esse objeto imagens de mesmo tamanho.
Nesse caso, o objeto deve ser colocado a uma distância do espelho côncavo igual a

Uma pessoa está de pé sobre o piso horizontal de uma sala em frente a uma parede vertical, na qual está colado um espelho plano. Seus olhos estão a uma altura de 1,60m do piso horizontal. Para que ela veja sua imagem de corpo inteiro, qualquer que seja a distância à parede, basta que o espelho tenha metade de sua altura, desde que ele esteja colado a uma altura do piso horizontal igual a

A figura representa dois anteparos separados por uma distância D. Sobre o primeiro anteparo incide um feixe de raios luminosos horizontais, de luz monocromática. No anteparo existem duas fendas F₁ e F₂, separadas por uma distância d, muito menor que D, através das quais a luz se difrata e forma, sobre o segundo anteparo, uma figura de interferência. O ponto P é um dos pontos mais próximos do ponto central O equidistante das fontes F₁ e F₂ onde se localiza uma franja escura. A diferença de percurso no ponto P entre as duas luzes provenientes das fendas F₁ e F₂ é 2,4.10^-7m.



Assim, a cor usada no experimento é

Duas lentes esféricas e delgadas, uma convergente de 2 di e outra divergente, de mesmo eixo principal, estão separadas por uma distância de 25cm.




Nessas condições, formam um sistema óptico afocal, como ilustra a figura. A convergência da lente divergente é: