Questões de Vestibular de Física - Ótica

Uma foto que “viralizou” nas redes sociais foi a de uma águia-de-cabeça-branca chamada Bruce. A foto, tirada em um santuário no Canadá, foi registrada pelo fotógrafo amador Steve Biro quando a ave estava em pleno voo. Essa foto atraiu a atenção de fotógrafos profissionais do mundo todo por apresentar elementos significativos, tais como o olhar da águia para a lente, o toque da ponta das asas na água e a nitidez da imagem enantiomorfa formada.
Sobre a foto apresentada, podemos afirmar corretamente que
<https://tinyurl.com/y2n45vy7> Acesso em: 17/05/2019. Original colorido.

Cientistas, procurando esclarecer a dinâmica dos universos macro e microscópicos, utilizam instrumentos ópticos como o telescópio e o microscópio.
Dentre outros, há telescópios refletores e refratores e microscópios ópticos e eletrônicos. Nos telescópios refletores, a objetiva é um espelho

Uma pessoa observa a linha do horizonte no mar a partir de um edifício alto. O olho do observador está a uma altura h do solo e a terra pode ser considerada, de modo simplificado, como uma esfera de raio R. Desprezando-se as limitações ópticas do olho humano, é correto concluir que a maior distância, na superfície do mar, que poderia ser vista pelo observador, medida em linha reta a partir de seu olho, é

Considere um raio de luz que incide sobre um espelho, do tipo construído por uma chapa de vidro de faces paralelas, sendo uma delas coberta por uma tinta metálica reflexiva. Suponha que o raio incidente é parcialmente refletido na primeira superfície da chapa, refrata dentro do vidro, reflete na superfície metálica e faz seu caminho de volta ao ar. Dessa forma, o raio que incidiu com um certo ângulo ϕ produz dois raios de volta ao ar. Os ângulos que esses dois raios fazem com a normal ao espelho são iguais a

Uma lupa é um instrumento óptico bastante usual para facilitar a visualização de objetos pequenos. Considere que um usuário utiliza uma lupa bem próxima ao seu olho para ver um ponto de um objeto. Este ponto observado está no eixo principal da lente da lupa. Para maior conforto visual, deseja-se que os raios de luz oriundos desse ponto cheguem ao olho paralelos ao eixo principal. Para isso, a lente deve ser

Os carros mais modernos dispõem de câmeras integradas, cuja função é auxiliar o motorista em manobras. No entanto, o espelho continua sendo um recurso de grande utilidade. Nos veículos de grande porte, os retrovisores costumam possuir, além do espelho plano, um espelho convexo. Este espelho curvo tem como característica

Uma bola vai do ponto A ao ponto B sobre uma mesa horizontal, segundo a trajetória mostrada na figura a seguir. Perpendicularmente à superfície da mesa, existe um espelho plano. Pode-se afirmar que a distância do ponto A à imagem da bola quando ela se encontra no ponto B é igual a:

Como foi que um arranha-céus “derreteu” um carro?
“É uma questão de reflexo. Se um prédio é curvilíneo e tem várias janelas planas, que funcionam como espelhos, os reflexos se convergem em um ponto” diz Chris Shepherd, do Instituto de Física de Londres. O edifício de 37 andares, ainda em construção, é de fato um prédio curvilíneo e o carro, um Jaguar, estava estacionado em uma rua próxima ao prédio, exatamente no ponto atingido por luzes refletidas e não foi o único que sofreu estrago. O fenômeno é consequência da posição do Sol em um determinado período do ano e permanece nessa posição por duas horas por dia. Assim, seus raios incidem de maneira oblíqua às janelas do edifício.

(bbc.co.uk/portuguese/noticias/2013/09/130904_como_luzrefletida_derrete_carro_an.shtml Acesso em: 13.09.2013. Adaptado. Foto: Original colorido)
Considerando o fato descrito e a figura da pessoa observando o reflexo do Sol no edifício, na mesma posição em que estava o carro quando do incidente, podemos afirmar corretamente que o prédio se assemelha a um espelho

Um objeto é posicionado muito longe do centro óptico de uma lente delgada divergente. Quanto à natureza e a posição, a imagem do objeto caracteriza-se por ser

A águia-de-cabeça-branca (Haliaeetus leucocephalus) é uma águia nativa da América do Norte que se alimenta principalmente de peixes. Sua estratégia de pesca é a seguinte: a águia faz um voo horizontal ligeiramente acima da superfície da água. Quando está próxima, ela se inclina apontando suas garras para a sua presa e, com uma precisão quase infalível, afunda suas garras na água arrebatando sua refeição.
(Disponível em: <http://airportshotelsandparking.files. wordpress.com/2008/08/bald_eagle.jpg>. Acesso em: 15 set. 2010.)

Com base nos conhecimentos sobre reflexão e refração da luz e de formação de imagens reais e virtuais, considere as afirmativas a seguir.
I. A grande distância, o fenômeno de reflexão interna total impede que o peixe veja a águia. II. À medida que se aproxima, a águia vê a profundidade aparente do peixe aumentar. III. À medida que a águia se aproxima, o peixe vê a altura aparente da águia diminuir. IV. Durante a aproximação, as imagens vistas pela águia e pelo peixe são reais.
Assinale a alternativa correta.

Considere a figura a seguir.

Com base no esquema da figura, assinale a alternativa que representa corretamente o gráfico da imagem do objeto AB, colocado perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico convexo.

Ao posicionar a mão à frente de um espelho esférico, Alice verificou a imagem da sua mão conforme a figura a seguir:

O tipo de imagem formada da mão e o espelho utilizado são, respectivamente:

A figura abaixo ilustra um feixe de luz monocromático, proveniente de uma região de vácuo (Meio A) com velocidade c ≅ 3,0 x 10⁸m.s^-1, incidindo contra a superfície de um líquido homogêneo e isotrópico (Meio B). Sendo os ângulos θ₁=53° e θ₂=37°, pode-se afirmar que a velocidade da luz no Meio B vale:

Ao meio-dia, a areia de um deserto recebe grande quantidade de energia vinda do Sol. Aquecida, essa areia faz com que as camadas de ar mais próximas fiquem mais quentes do que as camadas de ar mais altas. Essa variação de temperatura altera o índice de refração do ar e contribui para a ocorrência de miragens no deserto, como esquematizado na figura 1.


Para explicar esse fenômeno, um professor apresenta a seus alunos o esquema da figura 2, que mostra um raio de luz monocromático partindo do topo de uma palmeira, dirigindo-se para a areia e sofrendo refração rasante na interface entre as camadas de ar B e C.



Sabendo que nesse esquema as linhas que delimitam as camadas de ar são paralelas entre si, que n_A, n_B e n_C são os índices de refração das camadas A, B e C, e sendo α o ângulo de incidência do raio na camada B, o valor de sen a é

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

Em espelhos planos, e no contexto da óptica geométrica, o fenômeno comumente observado com raios de luz é a

A figura ilustra o trajeto de um raio de luz passando através de três meios denotados por 1, 2 e 3, com índices de refração n₁ , n₂ e n₃, respectivamente:

As relações entre os índices de refração desses meios são

A figura representa um painel colorido e a imagem de parte desse painel, observada através de uma lente convergente, colocada paralelamente à sua frente.

Considerando que o círculo representa a lente, cuja distância focal é igual a F, a distância entre o centro óptico da lente e o painel é

Uma lente de Fresnel é composta por um conjunto de anéis concêntricos com uma das faces plana e a outra inclinada, como mostra a figura (a). Essas lentes, geralmente mais finas que as convencionais, são usadas principalmente para concentrar um feixe luminoso em determinado ponto, ou para colimar a luz de uma fonte luminosa, produzindo um feixe paralelo, como ilustra a figura (b). Exemplos desta última aplicação são os faróis de automóveis e os faróis costeiros. O diagrama da figura (c) mostra um raio luminoso que passa por um dos anéis de uma lente de Fresnel de acrílico e sai paralelamente ao seu eixo. Se sen(θ₁) = 0,5 e sen(θ₂) = 0,75, o valor do índice de refração do acrílico é de

Um dos fatores que contribuíram para a aceitação do modelo atômico proposto por Niels Bohr em 1913 foi a explicação dos espectros da luz emitida por átomos de gases aquecidos, que podem ser observados por meio de um aparelho chamado espectroscópio, cujo esquema está representado na figura. Nesse equipamento, a luz emitida por um gás atravessa uma fenda em um anteparo opaco, forma um estreito feixe que incide em um elemento óptico, no qual sofre dispersão. Essa luz dispersada incide em um detector, onde é realizado o registro do espectro.

O elemento óptico desse espectroscópio pode ser