Questões de Concurso Para tecnologista júnior i - desenvolvimento de sistemas ópticos para sensores e instrumentos espaciais

Número f ( f number) é uma medida da capacidade de captação de luz de um sistema óptico, como uma lente de câmera. A variação do número f em uma câmera resulta em uma variação na sua profundidade de campo (depth of field – DOF).

Uma câmera fotográfica apresenta 2 cm de diâmetro da pupila de entrada e uma lente com distância focal de 8 cm. O número f da lente da câmera é 

Um telescópio astronômico, com diâmetro de abertura de 244mm, possui distância focal de objetiva de 650mm e distância focal de ocular de 13mm.

Considerando essas informações, analise as afirmativas a seguir.

I. O módulo da magnificação do telescópio é 100 vezes.
II. A capacidade de resolução do telescópio é mais eficiente para a luz vermelha (700nm) do que para a luz violeta (400nm).
III. Considerando a constante de Rayleigh para o critério de resolução e a operação do telescópio com o comprimento de onda de 600nm, o mínimo ângulo de resolução é 3,00×10^-6 rad.

Está correto o que se afirma em

Os microscópios ópticos são o modelo de microscópio mais antigo e possivelmente foram inventados, em sua forma composta atual, no século XVII.
Um determinado microscópio óptico é composto por uma ocular com distância focal de 10,0mm e por uma objetiva com distância focal de 4,0mm.

Sabendo que a objetiva forma sua imagem a 16,0cm de distância de seu plano focal secundário, a magnificação do microscópio é

Com relação aos sensores eletro-ópticos, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) A responsividade de um fotodetector, dada pela razão entre a potência óptica incidente e a fotocorrente gerada, independe do comprimento de onda incidente.
( ) O ruído no circuito de saída de um detector fotoelétrico surge de várias fontes e é um parâmetro importante no desempenho do dispositivo.
( ) Tecnologia CCD e tecnologia CMOS são as duas formas principais de circuito de leitura que são usadas para transportar os sinais dos fotodetectores elementares de um array para a sua saída.

As afirmativas são, respectivamente,

Um determinado laser de fibra óptica em anel apresenta sua cavidade óptica como uma circunferência fechada de 50 cm de fibra monomodo padrão, onde o índice de refração efetivo desta fibra é 1,5. Sabe-se ainda que a frequência central de emissão do laser é 200 THz.

Considerando a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0×10⁸ m/s, o intervalo entre os comprimentos de onda dos modos longitudinais adjacentes do laser, em m, é:

Um LED emite luz com 620nm de comprimento de onda. A eficiência quântica interna deste LED é 0,50 e, devido à sua composição e geometria, sua eficiência de extração da luz também é 0,50.

Caso este LED esteja operando com uma corrente elétrica de 40mA, a potência óptica de saída é

Um espelho esférico côncavo é utilizado para focalizar a imagem de um objeto em um sensor eletro-óptico. O objeto se encontra a 12 m de distância do espelho, cuja magnificação lateral é -1/31 considerando-se a aproximação paraxial.

A medida do raio de curvatura do espelho côncavo, em cm, é

Uma vela foi posicionada a uma distância de 12 cm em frente a espelho côncavo, formando uma imagem sobre um anteparo situado a uma distância de 3,60 m da frente do espelho.

Assinale a opção que apresenta, respectivamente, a distância focal do espelho e seu raio de curvatura.

Sensores de um determinado equipamento receberam uma certa quantidade de energia por radiação proveniente de um corpo negro, que está a 227ºC.

Considerando que 0 graus Celsius equivalem a 273K e que a constante de Stefan-Boltzmann vale, aproximadamente, 5,7 x 10^-8 W.m-2.K^-4 , a radiância total emitida pelo corpo negro será, em W.m^-2 , aproximadamente, de

Um raio se propaga na água, cujo índice de refração é de 1,33, e incide em uma superfície de vidro, cujo índice de refração é de 1,52. O raio incidente forma um ângulo de 30o com a superfície entre os dois meios. 

O ângulo aproximado, em graus, que o raio refratado forma com a normal à superfície de incidência é

Sobre os conceitos de óptica geométrica, analise as afirmativas a seguir.

I. Uma imagem virtual é formada quando os raios de luz emergentes não passam efetivamente no local onde se encontra o objeto.
II. Raios paraxiais são os que se propagam praticamente paralelos ao eixo óptico.
III. Um espelho côncavo, assim como um espelho plano, é capaz de formar uma imagem pontual exata de um objeto sem que esta mesma imagem apareça borrada.

Está correto o que se afirma em

Considerando a propagação de ondas eletromagnéticas e sua composição, assinale a afirmativa correta.

Em relação ao espectro eletromagnético, analise as afirmativas a seguir.

I. O comprimento de onda ou a frequência definem uma onda eletromagnética monocromática.
II. A faixa de comprimento de onda da luz visível ao olho humano vai de 400nm a 550nm.
III. As frequências das ondas de rádio são menores do que as dos raios-X e os comprimentos das ondas na região do infravermelho são maiores do que os da região dos raios-gama.

Está correto o que se afirma em

O fenômeno da difração da radiação eletromagnética pode ser explicado pelo Princípio de Huygens.

Assinale a opção que descreve esse princípio.

Um fenômeno causado pela variação do índice de refração da luz, dependente exclusivamente dos comprimentos de onda dos raios de luz, é conhecido como

Considerando os fatores que prejudicam o desempenho dos sistemas ópticos de comunicação, analise as afirmativas a seguir,

I. São efeitos não-lineares: o espalhamento Raman, o espalhamento Brillouin, a mistura de quatro ondas.
II. A atenuação é um fenômeno que permite o aumento da distância de transmissão.
III. Umas das causas de altas taxas de erros de bits é a compensação da dispersão cromática no sistema de transmissão óptico.

Está correto o que se afirma em

Em óptica geométrica, entre os ângulos analisados no fenômeno da reflexão total, o mais relevante é o ângulo 

Em um laboratório de óptica foi realizado um procedimento experimental que dispõe de um polarizador e um analisador orientados de forma tal que a luz transmitida pelos dois filtros possui intensidade máxima.

Quando o ângulo do eixo do analisador é rotacionado 60°, em relação ao eixo do polarizador, a porcentagem da intensidade máxima que é transmitida pelos dois filtros, é igual a 

Em uma aula experimental sobre difração, estudantes de engenharia receberam a tarefa de calcular a distância focal de uma lente convergente utilizando uma fonte luminosa de luz monocromática, cujo comprimento de onda é igual a 500 nm.
Os estudantes fizeram com que raios paralelos passassem por uma fenda de largura igual a 4 × 10⁻⁵ m, sendo os raios focalizados pela lente convergente. Os estudantes verificaram que, sobre o plano focal da lente, a distância entre o máximo central e o primeiro mínimo foi de 12 mm. 

Com essa informação os estudantes chegaram à conclusão de que a distância focal da lente convergente, em centímetros, é igual a

Dentro da programação do Mês Nacional de Ciência e Tecnologia (MNCT) do ano 2022, foi realizado o evento INPE Portas Abertas. Nesse evento, em um dos laboratórios do INPE, um pesquisador reproduziu a experiência de verificação da interferência da luz do cientista Thomaz Young para um grupo de pessoas.
Para realizar a experiência, o pesquisador dispôs de duas fendas separadas por uma distância de 0,4 mm colocadas a uma distância de 0,8 cm de uma tela, em que pôde observar as franjas de interferência. Uma das pessoas do grupo era um estudante de engenharia que ficou curioso em saber qual seria a distância entre a segunda franja escura e a quarta franja escura que apareceram na tela. Então, utilizando um paquímetro do laboratório, o estudante realizou a medida entre a segunda franja escura e a quarta franja escura.

Sabendo que as fendas foram iluminadas por luz coerente de comprimento de onda igual a 500 nm, a medida encontrada pelo estudante de engenharia, em metros, foi igual a