Questões de Vestibular de Física - Ótica

No esquema ilustrado a seguir, o triângulo azul representa o perfil de um prisma de base triangular, feito de um material transparente (meio 2), estando imerso em um meio transparente 3, mas com sua face superior imersa em um meio 1.

O raio de luz monocromática, representado em vermelho, incide sobre a face exposta ao meio 1, refrata para o interior do prisma e emerge para o meio 3. Quanto aos índices de refração absolutos dos meios 1, 2 e 3, é correto afirmar que o do meio 1 é

Miopia é a formação de uma imagem desfocada ou borrada antes da retina quando se observam objetos distantes, conforme ilustra a figura A abaixo. Para corrigir tal problema de saúde, oftalmologistas prescrevem, como um dos possíveis tratamentos, o uso de lentes corretivas na frente dos olhos. Então, com seu uso, a imagem é deslocada e formada sobre a retina, resultando em uma visão clara e nítida, conforme ilustra a figura B abaixo. Que tipo de lente é capaz de produzir esse efeito?

Um espelho esférico e côncavo de raio de curvatura R = 4,0 m foi instalado no piso de um laboratório. Um objeto O de massa m = 0,5 kg na forma de seta foi projetado para cair sem girar, sendo colocado a 7,0 m acima do vértice do espelho, como mostra a figura a seguir. O objeto é solto em queda livre. Em que instante de tempo, em s, a seta e sua imagem estão apontando para o mesmo sentido? 

Deseja-se medir uma das dimensões de um prisma utilizando um feixe de luz. A figura mostra a vista superior de um prisma acrílico com índice de refração n = 5/3 e formato trapezoidal. Sabendo que um feixe de luz que entra pelo ponto P percorre as faces do prisma e emerge no ponto Q, obtenha o valor da dimensão desconhecida x.

Em uma barbearia existem dois espelhos planos verticais, paralelos e distantes 3 m um do outro, com a face refletora de um voltada para a face refletora do outro. Um cliente está sentado de frente para um deles, a 1 m de distância dele. Na figura, fora de escala, pode-se notar a infinitude de imagens geradas devido a reflexões sucessivas nesses espelhos.


Nessa situação, considerando as distâncias informadas e as características das imagens formadas por espelhos planos, a distância entre a cabeça do cliente, indicada pela seta azul na figura, e a imagem da sua cabeça, indicada pela seta vermelha, é de

A figura representa um feixe formado por dois raios de luz monocromática, um azul e um vermelho, que se propagam juntos pelo ar em uma direção definida pela reta r e incidem, no ponto P, sobre uma lâmina de faces paralelas constituída de vidro homogêneo e transparente.

Após atravessarem a lâmina, os dois raios de luz emergem separados e voltam a se propagar pelo ar. Sendo n_A e n_V os índices de refração absolutos do vidro para as cores azul e vermelha, respectivamente, e sabendo que n_A > n_V, a figura que melhor representa a propagação desses raios pelo ar após emergirem da lâmina de vidro é:

Certos dispositivos possibilitam visualizar ou demonstrar fenômenos naturais explicados pelas Leis da Física como o que se encontra no Museu de Ciência e Tecnologia de Londrina, conforme a figura a seguir.


Nos compartimentos inferiores do dispositivo, há dois tipos de lentes, sendo possível observar a convergência e a divergência dos raios de luz que incidem nas lentes e delas emergem ao se acionar um botão.
Com base na imagem e nos conhecimentos sobre lentes esféricas, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o caminho percorrido pelos raios de luz.

A partir da meia idade a consulta ao médico oftalmologista se faz necessária, pois os músculos ciliares vão perdendo a elasticidade, aparecendo a presbiopia. Para corrigir, o médico irá receitar óculos com lentes convergentes que deslocam as imagens um pouco mais para frente da retina do olho. Usando-se este óculos com lente convergente pode-se, então, observar um lápis como uma imagem real e invertida em um anteparo conforme o esquema a seguir.

(iremos analisar somente por uma das lentes) 

A alternativa correta que mostra como será a imagem formada nesse caso é:

Um arco-íris aparece quando a luz branca do sol é interceptada por uma gota d'água da atmosfera. Parte da luz é refratada para dentro da gota, refletida no seu interior e novamente refratada para fora da gota. A luz branca é uma mistura de várias cores. Quando a luz atravessa uma superfície líquida – no caso, a gota da chuva – ou sólida (transparente), a refração faz aparecer o espectro de cores: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.

Disponível em: http://noticias.terra.com.br/educacao/

 Acesso em: 20 de agosto de 2015. 

A visualização do arco-íris depende da relação entre os posicionamentos do observador, do sol e das gotículas de água da chuva. Assim, para que o fenômeno seja visto pelo observador, 

De acordo com a figura, a luz solar, ao incidir na gota d’água,sofre

Um paciente foi ao consultório de um oftalmologista para realizar exames de visão e, após a realização, o médico identificou o seu problema de visão. Para explicar ao paciente o problema e a solução, o médico fez dois desenhos esquemáticos, como mostra a figura.

De acordo com imagem e os conhecimentos sobre os problemas da visão, fica evidente quanto ao problema apresentado e o comportamento da lente utilizada que se trata de

Dois espelhos, E₁ e E₂, formam um ângulo de 135° um em relação ao outro, como mostra a figura. Um raio R incide sobre o espelho E₁ a um ângulo de 70° , em relação à sua normal.

Nessas condições, o raio R, após ser refletido no espelho E₂, terá uma direção que forma um ângulo, em relação à sua normal, igual a

A figura abaixo representa uma associação de espelhos planos sob um ângulo α. Um raio de luz monocromática incide em E1 sob um ângulo de incidência de 60° e sai do sistema refletindo por E2 sob um ângulo de reflexão de 10° . Com isso, o ângulo ⍺ mede

De acordo com a óptica geométrica, no dioptro representado na figura,

Câmeras digitais, como a esquematizada na figura, possuem mecanismos automáticos de focalização. Em uma câmera digital que utilize uma lente convergente com 20 mm de distância focal, a distância, em mm, entre a lente e o sensor da câmera, quando um objeto a 2 m estiver corretamente focalizado, é, aproximadamente,

Em uma aula de laboratório de física, utilizandose o arranjo experimental esquematizado na figura, foi medido o índice de refração de um material sintético chamado poliestireno. Nessa experiência, radiação eletromagnética, proveniente de um gerador de microondas, propagase no ar e incide perpendicularmente em um dos lados de um bloco de poliestireno, cuja seção reta é um triângulo retângulo, que tem um dos ângulos medindo 25° , conforme a figura. Um detetor de microondas indica que a radiação eletromagnética sai do bloco propagandose no ar em uma direção que forma um ângulo de 15° com a de incidência.

A partir desse resultado, concluise que o índice de refração do poliestireno em relação ao ar para essa microonda é, aproximadamente,

Note e adote:

Índice de refração do ar: 1,0

sen 15° ≈ 0,3

sen 25° ≈ 0,4

sen 40° ≈ 0,6

Uma pessoa observa uma vela através de uma lente de vidro biconvexa, como representado na figura.


Considere que a vela está posicionada entre a lente e o seu ponto focal F. Nesta condição, a imagem observada pela pessoa é

Um feixe de luz se propagando no ar encontra, perpendicularmente, uma camada de material transparente, de espessura L = 1,50 x 10^-3 m. O índice de refração do material é n = 2,00.
Calcule, em s, o tempo necessário para o feixe de luz atravessar o material.

O uso de fibras ópticas em aplicações médicas tem evoluído bastante desde as aplicações pioneiras do Fiberscope, onde um feixe de fibras de vidro servia basicamente para iluminar e observar órgão no interior do corpo humano. Hoje em dia, tem-se uma variedade de aplicações de sistemas sensores com fibras ópticas em diagnóstico e cirurgia.

Assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir.

O princípio é que quando lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de _______ sucessivas. A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante). No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índice de _______ entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que, aliada ao ângulo de ______ do feixe de luz, possibilita o fenômeno da ______ total.

Considere as seguintes afirmações com relação aos espelhos:

I - Um espelho esférico convexo somente forma imagens menores que os objetos.

II - Se a imagem tem o mesmo tamanho que o objeto, sabe-se que o espelho é plano.

III - Um espelho esférico côncavo forma imagens reais quando o objeto está a uma distância do vértice do espelho maior que a distância focal.

Marque a única opção CORRETA: