Questões Militares Sobre ótica em física

Um raio de luz monocromática propagando-se no ar incide no ponto O, na superfície de um espelho, plano e horizontal, formando um ângulo de 30° com sua superfície.

Após ser refletido no ponto O desse espelho, o raio incide na superfície plana e horizontal de um líquido e sofre refração. O raio refratado forma um ângulo de 30° com a reta normal à superfície do líquido, conforme o desenho abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar é 1, o índice de refração do líquido é:

Dados: sen 30°=1/2 e cos 60° =1/2 ; sen 60°= √3/2 e cos 30°= √3/2

Em uma mais célebre discussão a respeito da natureza da luz, o cientista Huygens apresentava seu modelo ondulatório e Isaac Newton apresentava seu modelo corpuscular. Para a física clássica, a luz era uma coisa ou outra. Sobre o conceito de corpúsculo ou partícula que é completamente diferente do conceito de onda, analise.

I. Uma partícula transporta matéria; uma onda não.

II. Uma partícula atravessa obstáculos menores que seu comprimento; uma onda não.

III. Uma partícula pode se locomover no vácuo; uma onda necessita de um meio para se propagar.

IV. O modelo de Huygens prevaleceu sobre o de Newton.

Estão corretas apenas as afirmativas

Um estudante decidiu fotografar um poste de 2,7 m de altura em uma praça pública. A distância focal da lente de sua câmera é de 8,0 cm e ele deseja que a altura da imagem em sua fotografia tenha 4,0 cm. A que distância do poste o estudante deve se posicionar?

O aquário da figura abaixo apresenta bordas bem espessas de um material cujo índice de refração é igual a √3 . Um observador curioso aponta uma lanterna de forma que seu feixe de luz forme um ângulo de incidência de 60º, atravessando a borda do aquário e percorrendo a trajetória AB. Em seguida, o feixe de luz passa para a região que contém o líquido, sem sofrer desvio, seguindo a trajetória BC. Considere o índice de refração do ar igual a 1,0. O feixe de luz emergirá do líquido para o ar no ponto C?

Com que tipo de lente deve ser construído um óculos para a correção da miopia?

Objetos e imagens podem ser direitos ou invertidos. Direito, nesse caso, é antônimo de invertido na concepção de inverso ou contrário, temos espelhos que só fornece imagens virtuais e há certo tipo de espelho que pode fornecer imagens reais ou virtuais dependendo a posição do objeto colocado sobre o eixo principal. Um objeto real, direito, de 2 cm de altura, está localizado no eixo principal de um espelho esférico côncavo de R = 40 cm. Qual a posição e a altura da imagem quando esse objeto estiver a uma distância de 50 cm do vértice do espelho. Observação. “Lembre-se que o sinal negativo indica que a imagem é invertida”. Chamamos espelho esférico qualquer calota esférica que seja polida e possua alto poder de reflexão.

O verbo conjugar, “unir ou ligar” ele é utilizado para relacionar objetos e imagem de um sistema óptico. Qualquer outro verbo é inadequado. A imagem não é produzida, fornecida, criada, gerada pelo espelho. E o espelho conjuga um com o outro. Certo objeto é colocado entre dois espelhos planos sabendo que esses formam entre si um ângulo de 12⁰ , obtendo certo número de imagens desse objeto. O número de imagens é de:


Quanto menos for o ângulo entre os espelhos, maior é o número de imagens obtidas.  

Um feixe luminoso vertical, de 500 nm de comprimento de onda, incide sobre uma lente plano-convexa apoiada numa lâmina horizontal de vidro, como mostra a figura. Devido à variação da espessura da camada de ar existente entre a lente e a lâmina, torna-se visível sobre a lente uma sucessão de anéis claros e escuros, chamados de anéis de Newton. Sabendo-se que o diâmetro do menor anel escuro mede 2 mm, a superfície convexa da lente deve ter um raio de

Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao ar é:

A figura apresenta, esquematicamente, uma lente convergente de distância focal f posicionada no plano de transição entre o vácuo e um material de índice de refração n. O fator de ampliação (tamanho da imagem dividido pelo tamanho do objeto) de um objeto muito pequeno (se comparado com as dimensões da lente) colocado a uma distância p da lente é:

Uma fina placa metálica P₁ apoiada em um tablete de cortiça no fundo de um frasco cilíndrico, dista 5 metros de uma placa idêntica P₂, fixa no teto, conforme a figura acima. As duas placas formam um capacitor carregado com Q coulombs.

Enche-se o referido frasco com um líquido de índice de refração n = 2,5, até que a superfície de P₁ atinja a altura de h metros. Em seguida, lança-se sobre o centro da superfície um raio de luz monocromática, sob um ângulo de 30° com a vertical.

Sabendo que a energia armazenada no capacitor fica reduzida a 0,6 do valor inicial, que o raio refratado atinge um ponto situado a x metros do centro do fundo do frasco e desprezando o efeito de borda do capacitor, podemos dizer que o valor aproximado de x é:

Observação:

• As espessuras da cortiça e da placa são desprezíveis em relação à altura h.

Considere um meio estratificado em N camadas com índices de refração n₁, n₂, n₃ ....n_N, como mostrado na figura acima, onde estão destacados os raios traçados por uma onda luminosa que os atravessa, assim como seus respectivos ângulos com as normais a cada interface.

Se n_i+1 = n_i /2 para i=1,2,3,...N-1 e senθ_N=1024senθ₁, então N é igual a:

Observação:

• A escala da figura não está associada aos dados.

Uma lente convergente de distância focal f situa-se entre o objeto A e a tela T, como mostra a figura acima.

Sendo L a distância entre o objeto e a tela, considere as seguintes afirmativas:

I) Se L > 4f, existem duas posições da lente separadas por uma distância , para as quais é formada na tela uma imagem real.

II) Se L < 4f existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.

III) Se L = 4f existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):

A miopia e o estrabismo são defeitos da visão que podem ser corrigidos usando, respectivamente, lentes

Um raio de luz monocromática propaga-se no ar com velocidade de 3.10⁸ m/s. Ao penetrar num bloco de vidro reduz sua velocidade de propagação para 2.10⁸ m/s. O índice de refração desse vidro para esse raio luminoso vale

Um estudante de Física coloca um anteparo com um orifício na frente de uma fonte de luz puntiforme. Quando a fonte de luz é acesa, um dos raios de luz passa pelo orifício do anteparo, que está a 10,0 cm de altura da superfície plana, e produz um ponto luminoso na parede, a 50 cm de altura da superfície, conforme a figura. Sabendo-se que a distância entre o anteparo e a parede é de 200 cm, determine a distância, em cm, entre a fonte luminosa e o anteparo.

Uma lupa é basicamente uma lente convergente, com pequena distância focal. Colocando-se um objeto real entre o foco objeto e a lente, a imagem obtida será:

Um banhista faz o lançamento horizontal de um objeto na velocidade igual a 5√3 m/s em direção a uma piscina. Após tocar a superfície da água, o objeto submerge até o fundo da piscina em velocidade horizontal desprezível. Em seguida, o banhista observa esse objeto em um ângulo de 30° em relação ao horizonte. Admitindo-se que a altura de observação do banhista e do lançamento do objeto são iguais a 1,80 m em relação ao nível da água da piscina, a profundidade da piscina, em metros, é

Dados:

• índice de refração do ar: n_ar = 1;

• índice de refração da água

Um espelho plano gira na velocidade angular constante ω em torno de um ponto fixo P, enquanto um objeto se move na velocidade v, de módulo constante, por uma trajetória não retilínea. Em um determinado instante, a uma distância d do ponto P, o objeto pode tomar um movimento em qualquer direção e sentido, conforme a figura acima, sempre mantendo constante a velocidade escalar v. A máxima e a mínima velocidades escalares da imagem do objeto gerada pelo espelho são, respectivamente

Um feixe de luz de intensidade I incide perpendicularmente em uma lâmina de vidro de espessura constante. A intensidade da onda transmitida do ar para o vidro e vice-versa é reduzida por um fator q (0<q<1). Ao chegar a cada interface de separação entre o ar e o vidro, a onda se divide em refletida e transmitida. A intensidade total da luz que atravessa o vidro, após sucessivas reflexões internas no vidro, é dada por: