Questões de Vestibular de Física - Ótica

Um fabricante de dispositivos óticos precisa construir um aparelho que funcione dentro de um líquido que possui índice de refração nL. Para o funcionamento do equipamento, é necessário ter duas lentes esféricas: uma convergente e outra divergente. Para isso, se dispõe de dois tipos de materiais transparentes, os quais possuem índices de refração n1 e n2. Sabe-se que a relação entre todos os índices é n1<nL<n2 e que o fabricante ainda pode optar por duas geometrias, g1 e g2, mostradas na figura a seguir.




Para saber quais lentes seriam usadas, cinco engenheiros responsáveis, utilizando a Lei de Snell, chegaram, separadamente, às seguintes conclusões:

(I) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente convergente de geometria g1.
(II) O material de índice de refração n2 é útil para construir uma lente divergente de geometria g2.
(III) O material de índice de refração n2 é útil para construir uma lente convergente e sua forma geométrica teria que ser do tipo g1.
(IV) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente convergente que tenha a forma g2.
(V) O material de índice de refração n1 é útil para construir uma lente divergente de geometria g1.

Para fabricar corretamente o dispositivo, deve-se levar em consideração que:

Dispõe-se de dois espelhos esféricos, um convexo e um côncavo, com raios de curvatura 20,0 cm cada um, e que obedecem às condições de Gauss. Quando um objeto real é colocado perpendicularmente ao eixo principal do espelho convexo, a 6,0 cm de seu vértice, obtém-se uma imagem conjugada de 1,5 cm de altura. Para que seja obtida uma imagem conjugada, também de 1,5 cm de altura, colocando esse objeto perpendicularmente ao eixo principal do espelho côncavo, sua distância até o vértice desse espelho deverá ser

Dois espelhos planos, dispostos paralelamente, têm suas faces refletoras voltadas uma para a outra. Um raio de luz penetra na região entre os espelhos, fazendo um ângulo de 5,7° com a horizontal, conforme a figura. O número de reflexões que o raio sofre, até deixar a região entre os espelhos, é: (use tan 5,7° = 0,1).

Uma pequena vela acesa encontra-se sobre o eixo principal de um espelho esférico gaussiano côncavo, situada a 12,0cm do vértice do espelho.
Sabendo-se que o raio de curvatura do espelho é de 40,0cm, um observador, diante do espelho, vê a imagem da vela

Um feixe de luz monocromática se propaga de um meio 1 para um meio 2, ambos homogêneos e transparentes, como mostrado na figura F4. Determine a razão n₁/n₂, onde n₁ é o índice de refração do meio 1 e n₂ é o índice de refração do meio 2. Dados: sen 60º √3/2 e cos 60º = 1/2.