Questões de Vestibular de Física - Ótica

Três amigos vão acampar e descobrem que nenhum deles trouxe fósforos. Para acender o fogo e fazer o almoço, resolvem improvisar e prendem um pedaço de filme plástico transparente num aro de “cipó”. Colocam um pouco de água sobre o plástico, formando uma poça de aproximadamente 14 cm de diâmetro e 1 cm de profundidade máxima, cuja forma pode ser aproximada pela de uma calota esférica. Quando o sol está a pino, para aproveitamento máximo da energia solar, a distância, em cm, entre o centro do filme e a palha seca usada para iniciar o fogo, é, aproximadamente,
Note e adote:
Para uma lente plano‐convexa, 1 /ƒ = (n - 1)1/R , sendo n o índice de refração da lente e R o seu raio de curvatura.
Índice de refração da água = 1,33.

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 uma piscina, uma pessoa de visão normal, sem óculos e com olhos abertos dentro da água, enxerga desfocada uma planta que está fora da água. Ao sair da piscina, enxerga nitidamente a mesma planta. A partir dessa observação, e sabendo que a córnea é responsável por grande parte da capacidade de focalização do olho humano, é correta a conclusão de que os índices de refração do ar, da água e da córnea, respectivamente n_ar, n_ag e n_c, obedecem à relação:

As fibras ópticas são feitas de vidro óptico extremamente puro. Costumamos achar que uma janela de vidro é transparente. Entretanto, quanto mais espesso for o vidro, menos transparente ele será em razão das impurezas nele contidas. O vidro de uma fibra óptica possui, porém, menos impurezas que o vidro usado em janelas. Segue a descrição da qualidade do vidro produzido por uma companhia: se você estivesse sobre um oceano feito de quilômetros de núcleo sólido de fibra de vidro, poderia ver claramente o fundo. Fazer fibras ópticas requer as seguintes etapas: elaborar um cilindro de vidro pré-formado; estirar as fibras a partir da pré-forma; e testar as fibras.
Fonte: http://tecnologia.hsw.uol.com.br/fibras-opticas5.htm, acessado em:14 de julho de 2016.

Durante a fase de estiramento das fibras, é necessário haver um controle da espessura dos fios de fibra óptica fabricados. Para isso, suponha que uma montagem experimental é configurada, utilizando-se um laser com comprimento de onda de 650nm que incide sobre o fio de fibra óptica, com um revestimento opaco, conforme ilustra a Figura 1. Após passar pelo fio, o feixe de laser forma um padrão de difração em um anteparo instalado a 2,0m de distância do fio. A representação esquemática desse padrão está mostrada na Figura 2. Sabendo-se que a separação entre os máximos de intensidade luminosa, Δx, é 1,0 cm, qual é o valor do diâmetro do fio?
 

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.