Óptica

Professor Diminoi

ÓPTICA

Como nós vemos as coisas?

Observação: antes de estudar esse assunto leia todo esse texto, ele vai te ajudar muito a entender Óptica.

“Muitas pessoas têm a impressão de que as coisas estão no seu lugar, olhamos para elas e pronto, já as enxergamos. Mas o processo de ver é muito mais interessante do que isto.”

Primeiro temos que entender sobre a luz, ou melhor, o raio de luz. É uma onda eletromagnética que caminha a uma velocidade absurdamente grande. Ela é da ordem de 3,0.10⁵km/s. Para se ter uma ideia, a luz que vem do Sol leva em torno de oito minutos para atravessar o espaço e chegar na terra. Portanto a imagem do Sol que vemos é de oito minutos atrás. Já é coisa do passado. Louco isto, não é?

Vou mais longe, bem mais longe. Uma estrela é um sol muito distante da terra. Por isto brilha. A sua luz pode levar trilhões e trilhões de anos para chegar a Terra. É possível que este sol nem exista mais. Já tenha se apagado. Mas os seus raios de luz continuam se propagando no espaço e chegando na Terra. Neste caso é possível observamos esta estrela mesmo depois que se apagou, mas dificilmente veremos o último raio de luz chegando, embora não é impossível, devido a grande quantidade de raios de luz desta estrela que continuam viajando pelo espaço.

Observação: a luz caminha independente do meio ser ar, água, vácuo ou outro meio transparente.

Um ponto importante é saber que a luz branca é a fusão das luzes que compões as cores do “arco-íris”. Sim, a luz branca é branca pois tem a mistura de várias “luzes” de cores diferentes. Isto é demonstrado em um experimento chamado “Disco de Newton”, onde um disco com as cores do arco-íris é girado bem rápido e forma a cor branca, neste caso, um branco-gelo. Para observar as cores que formam a luz branca, pegue uma caneta que tem seu corpo transparente.

"Disco de Newton"

As canetas mais antigas e populares são ótimas para esta experiência. Leve a caneta sobre o nariz e próximo ao olho. Olhe na direção de uma lâmpada fluorescente branca. Você verá através do corpo da caneta a formação do arco íris, ou seja, os raios de luz separados.

O arco íris que forma quando chove, tem a mesma ideia. Só que a luz atravessa os pingos de chuva e os raios de luz de cores diferentes se separam e assim percebemos o efeito das cores que formam o arco-íris.

Esta luz branca ao bater em um objeto, de acordo com a pigmentação da pintura do objeto, pode absorver parte das cores ou refletir, ou seja, um objeto que você vê amarelo é porque a luz branca incidiu nele, todas as cores foram absorvidas (azul, verde, vermelho, etc) exceto o amarelo que refletiu.

Este raio de luz amarelo que refletiu é que vai para o seu olho. Por isto você vê a cor amarela. Ele entra pela pupila, atravessa o cristalino e vai até a retina. Calma, vou explicar.

O nosso olho é também chamado de globo ocular, “uma caixa” na forma próxima de uma esfera ou bola.

A pupila é uma janela. Sim, um “buraco” por onde a luz entra, mas com uma proteção na frente como se fosse o “vidro da janela” que é a córnea. A pupila é preta porque está escuro dentro do olho. Se tivesse luz lá dentro, ela ficaria clara, emitindo a luz que sairia lá de dentro. Exatamente como uma janela de uma casa. Já reparou que um médico oftalmologista (de olho) chega bem próximo de você no exame e joga uma luzinha no seu olho. Ele quer ver através da pupila, janela, como está a parte interna do seu globo ocular.

O cristalino é uma lente natural que nós temos em nossos olhos. Quando usamos óculos é porque o cristalino não está numa condição tão boa de focar os objetos e precisa de uma ajudinha.

A retina fica no fundo do olho, onde a luz chega e consequentemente a imagem do que se quer ver. Lá existem várias células chamadas foto sensíveis e que absorvem este raio de luz e geram pulsos elétricos. Estes, através do nervo óptico levam estes pulsos para o nosso cérebro que interpreta estes pulsos como imagens.

Portanto o nosso cérebro não vê as coisas, ele recebe eletricidade, pulsos elétricos, que é interpretada como imagens.

Não esqueça que: a imagem chega em nossa retina de ponta cabeça. O nosso fantástico cérebro é que desinverte a imagem.

Importante:

A cor preta é ausência de luz. Quando um objeto tem a cor preta significa que ele absorve todas as cores de luz que recebe e não reflete nada. Em nosso olho, quando não chega luz, o que o nosso cérebro interpreta é a cor preta. Isto explica também porque a cor preta exposta à luz do Sol esquenta mais que as outras cores.

A cor branca é o oposto da luz preta. Ela reflete todas as cores. Por isto é muito clara. Tem muitos raios misturados, portanto muita energia luminosa.

Fonte: http://nsaulasparticulares.com.br/como-nos-vemos-coisas/

ÓPTICA

É o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados à luz. Devido ao fato do sentido da visão ser o que mais contribui para a aquisição do conhecimento, a óptica é uma ciência bastante antiga, surgindo a partir do momento em que as pessoas começaram a fazer questionamentos sobre o funcionamento da visão e sua relação com os fenômenos ópticos.

Luz branca - É uma mistura de sete cores.

FONTE DE LUZ

É todo corpo capaz de emitir luz, ou seja, todo corpo visível. Aos corpos que emitem luz própria damos o nome de fonte primária ou corpos luminosos e aos corpos que emitem ou difundem luz de uma fonte primária damos o nome de fonte secundária ou corpos iluminados.

Fonte secundária: Lua e todo superfície polida (refletora).

Fonte primária: Sol, Estrelas vela Lâmpada ferro incandescente etc.

Tipos de fonte de luz - As fontes de luz podem ser: puntiforme ou pontual - fontes cujas dimensões são desprezíveis em comparação com a distância a que são observadas, como por exemplo as estrelas ou extensas - fontes de luz cujas dimensões não podem ser desprezíveis em comparação com a distância a que são observadas.

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Raio de luz

É um conceito teórico usado para facilitar o estudo da luz. Ele indica de onde foi emitido (fonte luminosa) e para onde vai.

Feixe e Pincel de luz

Feixe ou Pincel de Luz

Princípios da Óptica Geométrica:

1º Princípio da Óptica Geométrica ou Propagação Retilínea da Luz - A luz caminha sempre se propaga em linha reta.

2º - Princípio da Óptica Geométrica ou Independência de raios de luz - Os raios de luz são independentes, podendo até mesmo se cruzarem, não ocasionando nenhuma mudança em relação à direção dos mesmos.

3º - Princípio da Óptica Geométrica ou Reversibilidade dos Raios de Luz - Os raios de luz são reversíveis, isto é o mesmo caminho de idade é o mesmo caminho de volta.

Por exemplo, se vemos alguém através de um espelho, certamente essa pessoa também nos verá. Assim, os raios de luz sempre são capazes de fazer o caminho na direção inversa.

Velocidade da luz - Durante muito tempo acreditou-se que a propagação da luz fosse instantânea, ou seja, ela seria imediatamente vista por um observador assim que fosse emitida a partir de uma fonte.

James Clerk Maxwell mostrou que quando a luz se propaga através de um meio, ela o faz com uma velocidade determinada.

Essa velocidade é extremamente alta quando comparada com velocidades registradas em fenômenos cotidianos.

No vácuo, a velocidade de propagação da luz, qualquer que seja a frequência ou cor, é de aproximadamente 3,0 x 10⁵ km/s ou 3,0 x 10⁸ m/s.

Observação: em meios materiais, a velocidade da luz é menor que no vácuo.

Ano-Luz - Utilizado na astronomia como padrão para medir distâncias, o ano-luz é a unidade correspondente à distância que a luz percorre no vácuo durante um ano.

Sendo que a velocidade da luz é igual a 300.000 km/s e que um ano tem 365 dias e 6 horas ou 31.557.600 segundos, temos que a distância percorrida pela luz no vácuo em 1 ano é, aproximadamente, 9.467.280.000.000 km (aproximadamente 10 trilhões de quilômetros).

Observação: a medida ano-luz é utilizado para medir distâncias muito grandes.

Exemplo: A estrela Alfa do Centauro, que é a segunda estrela mais próxima da Terra, está a, aproximadamente, 43 trilhões de quilômetros (43.000.000.000.000 km) ou, simplesmente, 4,3 anos-luz. Isso quer dizer que a luz emitida hoje por essa estrela irá demorar 4,3 anos para chegar à Terra.

RESOLVIDOS – SOMBRA E PENUMBRA

01) (UNIRG - TO) O esquema a seguir representa um eclipse solar, no qual a Lua, ao passar entre a Terra e o Sol, produz regiões de umbra (cone de sombra), penumbra e antumbra. Na região da umbra, o eclipse é total (A), na região de penumbra, o eclipse é parcial (C) e na antumbra é anular (B).

Disponível em: Eclipses_solares.en.png

Acesso em 28 out. 2016. [Adaptado]

Essas regiões acontecem porque os raios que partem do Sol

(A) são independentes.

(B) interferem-se ao passar pela Lua.

(D) propagam-se retilineamente.

Resolução:

A sombra, a penumbra, a umbra e a antumbra são fenômenos que só ocorrem por causa do princípio da propagação retilínea da luz.

Alternativa: D

02) (UFF - RJ) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura.

Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q. A altura H é, aproximadamente, igual a:

(A) 0,49 m

(B) 1,0 m

(D) 3,0 m

(E) 5,0 m

Resolução:

Ao incidir luz sobre o lápis na posição Q, pode-se perceber a formação de um triângulo retângulo com a sombra que vai de Q até R.

Se a distância QR vale x, a distância PQ é quarenta e nove vezes maior, portanto, vale 49x. Aplicando a ideia de semelhança de triângulos, teremos:

Alternativa: E

03) Um professor de Física perguntou a seus alunos como era possível a ocorrência de eclipses. Ele obteve as seguintes respostas:

João: O eclipse solar ocorre quando a lua posiciona-se na região de sombra da Terra. Para que o eclipse ocorra, os três astros devem estar alinhados.

Lucas: Os fenômenos da sombra e da penumbra explicam a ocorrência dos eclipses.

Aline: O princípio da propagação retilínea da luz possibilita a ocorrência dos eclipses.

Marque a alternativa correta quanto às respostas dadas pelos alunos.

(A) Os três alunos estão corretos.

(B) Aline a João estão errados.

(D) Lucas é o único correto.

(E) Os três alunos estão errados.

Resolução:

Quando a lua posiciona-se na região de sombra da Terra, ocorre o eclipse lunar, e não solar.

Alternativa: C

04) Para as proposições abaixo, marque V para verdadeiro e F para falso.

( ) O princípio da reversibilidade da luz explica a ocorrência dos eclipses.

( ) O eclipse solar parcial ocorre na região de penumbra.

( ) Quando um objeto opaco é posto diante de uma fonte de luz pontual, pode-se perceber a formação de sombra e penumbra.

( ) Só ocorre penumbra caso a fonte de luz seja extensa, tipo de fonte cujas dimensões não podem ser desprezadas.

(A) VVVV

(B) VFFV

(D) FVFV

(E) FFVV

Resolução:

Falso – O princípio da propagação retilínea da luz explica a ocorrência dos eclipses.

Verdadeiro.

Falso – Quando um objeto opaco é posto diante de uma fonte de luz extensa, pode-se perceber a formação de sombra e penumbra.

Verdadeiro.

Alternativa: D

05) (FMTM - MG) O Brasil pôde presenciar, durante a passagem do dia 15 ao 16 de maio, mais um eclipse total da Lua, fato comentado por todos os jornais. Observe a manchete:

Céu limpo realça “show” do eclipse

Em termos astronômicos, o eclipse teve início às 22h05, quando o satélite começou a entrar na zona de penumbra causada pelo bloqueio de parte dos raios do Sol. Nessa fase, o fenômeno não é percebido e praticamente não há diferença no brilho da Lua. O eclipse propriamente dito começou às 23h03, quando a Lua foi obscurecida pela umbra (sombra total) da Terra. Nessa fase – que durou até 2h17 – o satélite adquiriu um tom avermelhado devido ao desvio de parte dos raios de luz na passagem pela atmosfera terrestre.

(O Estado de S. Paulo, 16.05.2003, adaptado)

No fenômeno observado aproximadamente às 0h12, em uma analogia com uma sala onde a única fonte de luz é a de uma lâmpada presa ao teto, é correto associar o Sol à lâmpada da figura:

(A) 2, a mesa ao planeta Terra e um dos pontos C à Lua.

(B) 2, a mesa ao planeta Terra e o ponto E à Lua.

(D) 1, um dos pontos A ao planeta Terra e a mesa à Lua.

(E) 1, a mesa ao planeta Terra e o ponto B à Lua.

Resolução:

O eclipse descrito no texto é o do tipo lunar, e o trecho “…quando a Lua foi obscurecida pela umbra (sombra total) da Terra” evidencia tal ideia. Nesse tipo de eclise, a Lua entra na região de sombra da Terra, onde não pode ser atingida pelos raios de luz provenientes do Sol (tipo de fonte extensa). Por isso, a figura 2 apresenta de forma melhor a situação descrita.

Alternativa: B

06) Marque a alternativa correta a respeito dos fenômenos da sombra, penumbra e eclipses.

(A) A região de eclipse solar parcial é aquela onde metade da Lua pode ser vista, após entrar na região de sombra da Terra.

(B) A sombra só será percebida caso a fonte luminosa seja pontual; a penumbra é percebida com qualquer tipo de fonte luminosa.

(D) A única diferença entre sombra e penumbra é que esta ocorre com qualquer fonte de luz, e aquela ocorre para qualquer tipo de fonte.

(E) Todas as alternativas estão erradas.

Resolução:

Na sombra, não existem pontos com luz, é uma região completamente escura que surge independentemente do tipo de fonte luminosa. A penumbra surge apenas quando a fonte luminosa é extensa e é uma região onde alguns pontos possuem luz.

Alternativa: C

07) Tomando a figura 2 do exercício número 2, imagine um objeto posto no ponto médio dos pontos D e C. Em qual tipo de região, sombra/penumbra, da mesa esse objeto estará?

(A) Entre os pontos D e C, semelhante ao que ocorre entre os pontos D e E, será uma região de sombra.

(B) Entre os pontos D e C, semelhante ao que ocorre entre os pontos D e E, será uma região totalmente iluminada.

(D) A região entre os pontos D e C é iluminada pela fonte extensa e também está na região de sombra da mesa, por isso essa região é de penumbra.

(E) Entre os pontos D e C, existe a mesma sombra presente entre os pontos C e D.

Resolução:

O ponto médio entre D e C, assim como entre C e D, ficará em região de penumbra.

Alternativa: D

MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ

A luz pode ser propagada em três diferentes tipos de meios.

Transparentes – Esses meios permitem a passagem ordenada dos raios de luz, dando a possibilidade de ver os corpos com nitidez.

Translúcidos - Nesses meios a luz também se propaga, porém de maneira desordenada, fazendo com que os corpos sejam vistos sem nitidez. Exemplos: vidro fosco, plásticos, etc.

Opacos – Esse meios são aqueles que impedem completamente a passagem de luz, não permitindo a visão de corpos através dos mesmos. Exemplos: portas de madeira, paredes de cimento, pessoas, etc.

Observação: quando os raios de luz incidem em uma superfície, eles podem ser refletidos regular ou difusamente, refratados ou absorvidos pelo meio em que incidem.

FENÔMENOS ÓPTICOS

Reflexão - E um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao seu meio de origem. Esse processo pode ser classificado como regular ou difuso.

Reflexão Regular – Nesse tipo de reflexão, os raios refletidos ficam paralelos uns aos outros. É esse tipo de reflexão que forma a imagem de superfícies altamente polidas, como os espelhos, metais ou a superfície de um lago. A imagem que se forma nesse tipo de superfície é altamente nítida, porém, ela não pode ser observada de diferentes posições. Pense em um espelho, dependendo da posição que você estiver, não conseguirá ver sua imagem.

Reflexão Difusa - Esse tipo de reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície irregular e esta a reflete. Os raios de luz refletidos propagam-se em várias direções diferentes. Os objetos difundem a luz que recebem, por isso, quando essa luz penetra em nossos olhos, conseguimos enxergá-los. Como na difusão a luz propaga-se em todas as direções, muitas pessoas podem ver o mesmo objeto ao mesmo tempo. É por causa desse fenômeno que conseguimos enxergar vários objetos simultaneamente e de ângulos diferentes.

Leis da Reflexão

Reflexão total - É um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incidente sobre uma superfície que separa dois meios, no sentido do maior para o menor índice de refração, é totalmente refletida, permanecendo no meio de origem. Esse fenômeno só ocorre se o ângulo de incidência for maior que o chamado ângulo limite.

Ângulo limite - É o menor ângulo de incidência necessário para que o ângulo de refração de um raio de luz, na passagem de um meio com maior para outro com menor índice de refração, seja de 90º.

O índice de refração do meio 2 é maior que o índice de refração do meio 1. Assim, por meio da lei de Snell-Descartes, é possível determinar o ângulo limite L.

O valor do seno do ângulo limite é definido pela razão entre o menor e o maior índice de refração.

Reflexão total da luz - Caso o ângulo de incidência de um raio de luz seja superior ao ângulo limite, o raio de luz sofre reflexão total.

Observe que o ângulo de incidência do raio de luz verde na imagem acima é maior que o ângulo limite, por isso, o raio de luz foi totalmente refletido, permanecendo no meio 2.

Efeitos da reflexão total

Miragens - Em dias de calor intenso e muito ensolarados, é possível observar a aparente formação de poças d’água no asfalto quente. A imagem vista em pontos distantes no asfalto é uma miragem, resultante do fenômeno da reflexão total.

As várias camadas de ar existentes acima do asfalto possuem diferentes temperaturas. Quanto mais próximo do chão, maior é a temperatura do ar. A densidade das camadas de ar mais quentes é menor e, por isso, o índice de refração das massas de ar vai diminuindo à medida que se aproximam do solo. Portanto, a luz do Sol sofre inúmeras refrações ao se aproximar do chão. Assim, em determinados pontos, o ângulo de incidência dos raios solares torna-se maior que o ângulo limite, provocando a reflexão total da luz. Os raios que resultam da reflexão total atingem os olhos de um possível observador e dão a sensação da formação das poças d’água.

Fibras ópticas

São filamentos capazes de transportar luz e são utilizadas para diagnósticos de imagens e transmissão de dados.

As fibras ópticas são constituídas por materiais com diferentes índices de refração, o que garante a ocorrência do fenômeno da reflexão total e possibilita a transmissão dos raios de luz.

VELOCIDADE DA LUZ

A velocidade da luz depende do meio em que ela se propaga. Porém adotamos uma constante quando nos referimos a aplicações a diversos outros fenômenos eletromagnéticos como raios-x, raios gama, ondas de rádio e tv, é caracterizada pela letra c, e tem um valor aproximado de 300 mil quilômetros por segundo, ou seja:

c = 3 . 10⁵km/s ou c = 3. 10⁸ m/s.

No entanto, nos meios materiais, a luz se comporta de forma diferente, já que interage com a matéria existente no meio. Em qualquer outro meio que não seja o vácuo, a velocidade da luz v é menor que c.

Observação: em meios diferentes do vácuo também diminui a velocidade conforme aumenta a frequência. Assim a velocidade da luz vermelha é maior que a velocidade da luz violeta etc.

O Sol já desceu no horizonte e não está mais visível a nós, mas por causa da curvatura da Terra, ele ainda continua iluminando a atmosfera, também graças às propriedades de refração da luz.

Observação: No século XVII o matemático e astrônomo holandês Snell descobriu uma lei que possibilita calcular o ângulo de refração como também o índice de refração do meio. Em sua homenagem essa lei ficou conhecida com Lei de Snell.

Leis da Reflexão

DIOPTRO PLANO

É um sistema refrator que apresenta dois meios transparentes homogêneos separados por uma superfície

Um lápis dentro de um copo com água parece estar quebrado em virtude da refração da luz

Você já deve ter visto um objeto dentro de uma piscina e percebido que ele não parece estar no lugar que efetivamente está. Também já deve ter percebido que uma colher dentro de um copo com água parece estar torta. Esses dois fenômenos ocorrem por um mesmo motivo: a refração da luz. E é justamente o que ocorre com um dioptro plano.

O dioptro plano apresenta dois meios transparentes e homogêneos separados por uma superfície plana. Como exemplo, podemos citar a superfície de lagos ou piscinas que separa a água do ar. Se estivermos em um dos dois meios que formam o dioptro plano, a visualização que teremos do objeto no outro meio será afetada pela refração da luz.

A relação entre a posição do objeto e a posição da imagem visualizada pode ser obtida se os índices de refração dos dois meios forem conhecidos. Observe a figura a seguir:

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio menos refringente

Na figura acima, o observador está no meio mais refringente, ou seja, no meio em que o índice de refração é maior. Observe que os raios de luz provêm da parte inferior da figura, onde o objeto se localiza, e o índice de refração é n₂. O ponto I é o local onde a imagem é formada, e o ponto O corresponde à localização do objeto. Temos também d_I, que é a distância da imagem até a superfície, e d_O,que é a posição do objeto até a superfície.

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Observe também o caso em que o observador localiza-se no meio mais refringente:

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio mais refringente Título: Observador no meio mais refringente

Esquema de formação da imagem em um dioptro plano quando o observador está no meio mais refringente

Observe que, nesse caso, a imagem formada está muito mais longe da superfície do que no caso anterior, em que o observador estava no meio menos refringente. Nas duas situações a imagem formada é virtual.

A equação utilizada para calcular a posição da imagem é válida para as duas situações:

n₁ = d_i
n₂d_O

O valor atribuído a n₁ e n₂ será sempre relativo à localização do objeto:

n₁ sempre será o índice de refração do meio em que o objeto se localiza, ou seja, de onde a luz “vem”.

n₂ será sempre o índice de refração do meio para onde a luz vai, que é onde o observador está.

Exemplo

Um dioptro plano constituído por uma superfície plana que separa os dois meios. O exemplo mais simples de um dioptro plano é o par de meios “ar e água”, a partir do qual se estudará a vista do ponto imagem virtual P’ de um objeto real P, por um observador O fora d’água e vice-versa.

Um observador vê o peixe mais próximo da superfície por causa da refração da luz na água

Refração

E um fenômeno óptico que ocorre com a luz quando ela muda de meio de propagação como, por exemplo, ar e água. É importante ficar bem claro que esse acontecimento só ocorre quando o feixe de luz se propaga com velocidade diferente nos dois meios.

Absorção

É o fenômeno onde as superfícies absorvem parte ou toda a quantidade de luz que é incidida.

RESUMO:

Difração

É a propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos ou passar por um orifício quando são parcialmente interrompidas por ele. Ou seja, é a passagem de uma onda lumiosa por uma fenda.

Observação: Essa propriedade dos movimentos ondulatórios foi estudada no ano de 1803, pelo médico, físico e cientista inglês Thomas Young, o qual se tornou muito famoso por ter conseguido obter interferência com a luz. Durante um experimento, Young demonstrou que a luz é um movimento ondulatório e que também sofre difração ao passar por um pequeno orifício. De modo, a provar que a difração também acontecia com a luz, Thomas fez com que feixes de luz passassem por uma pequena e estreita abertura e com um anteparo localizado do outro lado ele viu que não aparecia somente uma linha reta, mas um conjunto de várias faixas com diferentes intensidades. Dessa forma, ele acabou por mostrar que a luz, assim como os outros fenômenos ondulatórios, sofria o fenômeno da difração.

Interferência - É um fenômeno típico dos movimentos ondulatórios, ou seja, pode-se obter a interferência com duas ou mais fontes luminosas ou fontes sonoras como, por exemplo, o alto-falante. Esse acontecimento ocorre de acordo com o princípio da superposição de ondas, e pode ser classificado em interferência construtiva e interferência destrutiva.

Interferência construtiva - ocorre quando as ondas tem a mesma fase e possui caráter de reforço, ou seja, há a formação de uma onda maior que as que deram origem.

Interferência destrutiva – ocorre quando as ondas não tem a mesma fase e possui caráter de aniquilação.

No ramo das telecomunicações, o estudo da interferência é muito importante, pois esse fenômeno é um dos fatores responsáveis pela limitação no tráfego das informações, produzindo ruídos e outros tipos de interferências que podem ser reduzidos com certos tipos de modulação. Esse fenômeno também ocorre nas bolhas de sabão: o feixe luminoso ao incidir na bolha sofre interferência tanto na superfície superior quanto na inferior. Em virtude disso, surgem regiões escuras que são as zonas de interferência destrutiva e as regiões claras que correspondem às zonas de interferência construtiva.

Polarização - A luz natural que antes se propagava em todos os planos, agora passa a se propagar em um único plano.

Polarização da luz solar por reflexão em um lago

O que é uma luz polarizada? É um conjunto de ondas eletromagnéticas que se propagam em apenas uma direção.

O que é uma luz não polarizada? É um conjunto de ondas eletromagnéticas que se propagam em todas as direções.

Os polarizadores funcionam como uma fenda permitindo que a luz passe somente em um plano. Se acontecer de dois polarizadores estarem alinhados na mesma direção, a luz passa pelo primeiro, mas no segundo não se vê nada, pois não haverá emergência de luz. O acontecimento da polarização da luz dá evidências claras de que ela é formada por ondas transversais.

Dessa maneira, esse fenômeno só pode acontecer com esse tipo de onda, assim podemos concluir que com as ondas sonoras não acontece polarização, pois as mesmas são do tipo longitudinal.

CORPO NEGRO

É um objeto hipotético que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide: nenhuma luz o atravessa e nem é refletida. Um corpo com essa propriedade, em princípio, não poderia ser visto, daí o nome corpo negro. Apesar do nome, corpos negros emitem radiação, o que permite determinar sua temperatura.

Em equilíbrio termodinâmico, um corpo negro ideal irradia energia na mesma taxa que a absorve, sendo essa uma das propriedades que o tornam uma fonte ideal de radiação térmica. Na natureza não existem corpos negros perfeitos, já que nenhum objeto consegue ter absorção e emissão perfeitas.

Independente da sua composição, verifica-se que todos os corpos negros à mesma temperatura T emitem radiação térmica com mesmo espectro. Do mesmo modo, todos os corpos, com temperatura acima do zero absoluto, emitem radiação térmica.

Conforme a temperatura da fonte luminosa aumenta, o espectro de corpo negro apresenta picos de emissão em menores comprimentos de onda, partindo das ondas de rádio, passando pelas micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios x e radiação gama. Em temperatura ambiente (cerca de 300 K), corpos negros emitem na região do infravermelho do espectro.

À medida que a temperatura aumenta algumas centenas de graus Celsius, corpos negros começam a emitir radiação em comprimentos de onda visíveis ao olho humano (compreendidos entre 380 a 780 nanometros).

Observação: a cor com maior comprimento de onda é o vermelho, e as cores seguem como no arco-íris, até o violeta, que tem o menor comprimento de onda do espectro visível.

Exemplo - 1

Exemplo - 2

ÓPTICA GEOMÉTRICA - QUESTÕES RESOLVIDAS

01) (FEI) Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5 cm. Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a imagem reduz-se para 4 cm de altura. Qual é a distância entre o prédio e a câmara, na primeira posição?

(A) 100 m

(B) 200 m

(D) 400 m

(E) 500 m

Resolução:

i = 5 cm

O = 4 cm

DI = x + 100

Do = 100

Utilizamos a equação:

DI = i

Do O

x + 100 = 5

x 4

4 (x + 100) = 5x

4x + 400 = 5x

5x – 4x = 400

x = 400

Alternativa: D

02) Um pesquisador precisava medir a altura de um prédio de vinte andares, porém ele não possuía o instrumento de medida necessário para realizar essa medição. Conhecendo o princípio da propagação retilínea da luz, ele utilizou uma haste de madeira de 1 m de altura e, em seguida, mediu a sombra projetada pela haste, que foi de 20 cm, e a sombra projetada pelo prédio, que foi de 12 m.

Calcule a altura do prédio de acordo com esses dados encontrados pelo pesquisador.

Resolução:

o = ?

i = 12 m

p = 1 m

p' = 20 cm = 0,2 m

Aplicando a expressão:

_i_ = p'

o p

Substituindo os dados, temos:

12 = 0,2

o 1

o = 12

0,2

o = 60 m

A altura do prédio é 60 m.

03) Um objeto de 8,0 m de altura é colocado na frente de uma câmara escura de orifício a uma distância de 3,0 m. Sabendo que a câmara possui 25 cm de profundidade, calcule o tamanho da imagem formada.

Resolução:

o = 8,0 m

p = 3,0 m

p' = 25 cm = 0,25 m

i = ?

Aplicando a expressão:

_i_ = p'

o p

Substituindo os dados, temos:

_i_ = 0,25

8 3

3 i = 8 . 0,25

i = 2

i = 0,67 m

04) (Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:

(A) os raios luminosos cancelam-se.

(B) mudam a direção de propagação.

(D) propagam-se em trajetórias curvas.

(E) retornam em sentidos opostos.

Resolução:

Quando dois raios de luz propagam-se em um meio homogêneo e transparente, eles continuam propagando-se na mesma direção e sentido. Isso ocorre graças ao princípio da independência dos raios luminosos, que afirma que os raios de luz são independentes ao interceptarem-se, pois cada um deles mantém sua trajetória como se os demais não existissem.

Alternativa: C

05) Entre as alternativas a seguir, escolha aquela que contém apenas fontes primárias de luz.

(A) Fósforo, Sol, Lua

(B) Lua, Júpiter, Sol

(D) Estrelas, Fósforo aceso, Sol

(E) Estrelas, pilha de lanterna e Sol.

Resolução:

As fontes primárias de luz são aqueles que produzem luz própria. Algumas fontes, como fósforos e lâmpadas, são fontes primárias desde que estejam acesas.

Alternativa: D

06) (UFAL) A figura representa um feixe de raios paralelos incidentes em uma superfície S e os correspondentes raios emergentes:

Essa figura ilustra o fenômeno óptico da:

(A) dispersão.

(B) reflexão difusa.

(D) difração.

(E) reflexão regular.

Resolução:

A reflexão é o fenômeno em que os raios de luz atingem determinada superfície e têm a sua direção de propagação alterada. Quando os raios refletidos (emergentes) mantêm-se paralelos, a reflexão é chamada de regular; porém, caso a superfície seja rugosa, os raios refletidos não serão paralelos, e a reflexão será denominada de difusa.

Alternativa: B

07) Indique a alternativa que explica de forma correta a diferença entre as fontes de luz fluorecentes e fosforescentes.

(A) As fluorecentes emitem luz a partir da excitação do flúor em seu interior, e as fosforescentes funcionam pela excitação do fósforo.

(B) As fluorecentes emitem luz durante a ação de um agente excitador, e as fosforescentes emitem radiações ultravioleta.

(C) As fluorecentes emitem luz durante a ação de um agente excitador, e as fosforescente emitem luz mesmo após o fim da ação do excitador.

(D) Lâmpadas fluorecentes funcionam a partir da excitação de gases como o argônio, e materiais fosforescentes funcionam por meio da excitação do fósforo.

(E) Os termos fluorecentes e fosforescentes são sinônimos.

Resolução:

As fontes de luz do tipo fluorecente funcionam enquanto houver ação do elemento excitador, que, geralmente, é o argônio. Fontes fosforescentes emitem luz mesmo após o fim da ação do excitador. Seu funcionamento baseia-se na energia potencial química.

Alternativa: C

08) As afirmações a seguir tratam dos conceitos básicos de Óptica Geométrica. Indique a questão incorreta.

(A) Raios de luz são setas orientadas que representam a luz e são classificados como paralelos, convergentes e divergentes.

(B) A Óptica Geométrica estuda a natureza física da luz.

(D) Quando um feixe luminoso muda de meio de propagação, ocorre o fenômeno óptico da refração.

(E) A Óptica Geométrica estuda os fenômenos com base em experimentos e não analisa a natureza física da luz, mas a interpreta como setas orientadas denominadas de raios de luz.

Resolução:

A Óptica Geométrica não leva em consideração a natureza física da luz, mas a interpreta como raios luminosos, isto é, setas orientadas que representam a luz.

Alternativa: B

09) Uma fonte secundária de luz que se apresenta na cor azul possui tal cor porque:

(A) refrata a luz incidente.

(B) reflete a luz azul.

(D) absorve a luz azul.

(E) emite luz azul.

Resolução:

Fontes secundárias refletem a luz incidente. Se o objeto é percebido na cor azul, é porque ele possui a capacidade de refletir a luz dessa cor.

Alternativa: B

QUESTÕES COM GABARITO

01) (UFCE) “Quando dois ou mais raios de luz vindos de fontes diferentes se cruzam, seguem suas trajetórias de forma independente, como se os outros não existissem.” Este texto caracteriza:

(A) O princípio da reversibilidade dos raios de luminosos;

(B) O princípio da propagação retilínea da luz;

(D) O princípio da independência dos raios luminosos;

(E) A polarização da luz.

02) (EFOA-MG) Três feixes de luz, de mesma intensidade, podem ser vistos atravessando uma sala, como mostra a figura.

O feixe 1 é vermelho, o 2 é verde e o 3 é azul. Os três feixes se cruzam na posição A e atingem o anteparo nas regiões B, C e D. As cores que podem ser vistas nas regiões A, B, C

(A) branco, branco, branco e branco

(B) branco, vermelho, verde e azul

(D) branco, azul, verde e vermelho

(E) amarelo, vermelho, verde e azul

03) (ITA) Dos objetos citados a seguir, assinale aquele que seria visível em uma sala perfeitamente escura.

(A) um espelho;

(B) qualquer superfície clara;

(D) uma lâmpada desligada;

(E) um gato preto

04) (CESGRANRIO) O menor tempo possível entre um eclipse do Sol e um eclipse da Lua é de aproximadamente:

(A) 12 horas

(B) 24 horas

(D) 2 semanas

(E) 1 mês

05) (FUVEST-SP) Admita que o Sol subitamente “morresse”, ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Passadas 24h, um eventual sobrevivente, olhando para o céu sem nuvens, veria:

(A) a Lua e as estrelas

(B) somente a Lua

(D) uma completa escuridão

(E) somente os planetas do sistema solar

06) (FEI-SP) A luz solar se propaga e atravessa um meio translúcido. Qual das alternativas a seguir representa o que acontece com a propagação dos raios de luz?

07) (UNIRIO-RJ) Numa aula prática de Física foi feito o experimento esquematizado nas figuras I e II, em que o professor alterou a posição da fonte e do observador.

Com esse experimento, o professor pretendia demonstrar uma aplicação da(o):

(A) reflexão difusa

(B) fenômeno da difração

(D) princípio da reversibilidade da luz

(E) princípio da independência dos raios luminosos

08) (UFRG) A formação de sombra evidencia que:

(A) a luz se propaga em linha reta

(B) a velocidade da luz não depende do referencial

(D) a luz é necessariamente fenômeno de natureza corpuscular

(E) a temperatura do obstáculo influi na luz que o atravessa

09) FGV-SP) O porão de uma antiga casa possui uma estreita clarabóia quadrada de 100 cm2de área, que permite a entrada da luz do exterior, refletida difusamente pelas construções que a cercam. Na ilustração, vemos uma aranha, um rato e um gato, que se encontram parados no mesmo plano vertical que intercepta o centro da geladeira e o centro da clarabóia.

Sendo a clarabóia a fonte luminosa, pode-se dizer que, devido à interposição da geladeira, a aranha, o rato e o gato, nesta ordem, estão em regiões de:

(A) luz, luz e penumbra.

(B) penumbra, luz e penumbra.

(D) luz, penumbra e sombra.

(E) penumbra, sombra e sombra

10) (FCC-BA) Uma sala é iluminada por uma única fonte de luz. A sombra de um objeto projetado na parede apresenta uma região de penumbra. Essa observação permite concluir que a fonte de luz:

(A) tem dimensões maiores que as do objeto

(B) tem dimensões menores que as do objeto

(D) não é monocromática

(E) não é pontual

11) (FUVEST-SP) Num dia sem nuvens, ao meio dia, a sombra projetada no chão por uma esfera de 1cm de diâmetro, é bem nítida se ela estiver a 10cm do chão. Entretanto, se a esfera estiver a 200cm do chão, a sombra é muito pouco nítida. Pode-se afirmar que a principal causa do efeito observado é que:

(A) o Sol é uma fonte extensa de luz

(B) o índice de refração do ar depende da temperatura

(D) a luz do Sol contém diferentes cores

(E) a difusão da luz no ar “borra” a sombra

12) (FGV-SP) O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da Óptica Geométrica.

GRUPO I – Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.

GRUPO II – Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.

GRUPO III – Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão.

GRUPO IV – Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.

São corretas as conclusões dos grupos

(A) I e III, apenas.

(B) II e IV, apenas.

(D) II, III e IV, apenas.

(E) I, II, III e IV.

13) (USJ-SP) No instante t=0, um feixe horizontal de raios luminosos, provenientes da chama de uma vela A, atravessa um pequeno orifício de um fino anteparo e projeta uma pequena mancha luminosa B no anteparo vertical, conforme figura.

As distâncias da chama ao orifício e do orifício ao anteparo são, respectivamente, a e 2a.

Se a vela queima a uma velocidade V’ = 2,0cm/min, então a mancha luminosa se desloca verticalmente sobre o anteparo com velocidade (em cm/min):

(A) 1,0

(B) 2,0

(D) 4,0

(E) 6,0

14) (CESGRANRIO) Às 18,0h, uma pessoa olha para o céu e observa que metade da Lua está iluminada pelo Sol. Não se tratando de um eclipse da Lua, então é correto afirmar que a fase da Lua, nesse momento:

(A) só pode ser quarto crescente

(B) só pode ser quarto minguante

(D) só pode ser Lua Nova

(E) pode ser quarto crescente ou quarto minguante

15) (Enem)

SEU OLHAR

(Gilberto Gil – 1984)

Na eternidade

Eu quisera ter

Tantos anos- luz

Quantos fosse precisar

Pra cruzar o túnel

Do tempo do teu olhar

Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta ano-luz. O sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano-luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a

(A) tempo

(B) aceleração

(D) velocidade

(E) luminosidade

GABARITO:

01D -02D – 03C – 4D – 05C – 06A – 07D - 08A – 09D – 10E – 11A – 12C – 13D – 14A – 15C.

CASO 1: RESOLVIDAS

01) (PUC-RIO) Um feixe de luz de comprimento de onda de 600 nm se propaga no vácuo até atingir a superfície de uma placa de vidro. Sabendo-se que o índice de refração do vidro é n = 1,5 e que a velocidade de propagação da luz no vácuo é de 3 x 10⁸m/s, o comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda no vidro em nm e m/s, respectivamente, são: (Obs: 1 nm = 1 x 10⁻⁹m).

(A) 200 nm; 4 x 10⁸ m/s

(B) 200 nm; 3 x 10⁸ m/s

(E) 400 nm; 2 x 10⁸ m/s

Resolução:

Quando a luz passa de um meio para outro com índice de refração diferente e com o seu comprimento de onda alterado, utilizamos a relação a seguir para calcular o novo comprimento de onda:

λ' = λ₀n

Sendo que:

λ' é o comprimento de onda ao passar para um meio material;
λ₀é o comprimento de onda no vácuo;
n é o índice de refração do meio.

Substituindo os dados do problema na equação acima, temos que:

λ' = 600 x 10^-9= 400 nm
1,5

E a velocidade da onda é dada por:

v = c = 3 x 10⁸= 2 x 10⁸ m/s
n 1,5

Alternativa: E

02) (UN. MACKENZIE) A velocidade de propagação da luz em determinado líquido é 80% daquela verificada no vácuo. O índice de refração desse líquido é:

(A)1,50

(B)1,25

(D) 0,80

(E) 0,20

Resolução:

Inicialmente, é necessário separar os dados oferecidos pelo problema:

c – velocidade da luz no vácuo;
80% c = 0,8c é a velocidade de propagação da luz no líquido.

Utilizando a equação:

n = c
v

Substituindo os dados:

n = c
0,8c

Cancelando c, temos:

n = 1 = 1,25
0,8

O índice de refração é 1,25

Alternativa: B

03) Um raio de luz atravessa a interface entre o ar e um líquido desconhecido, mudando sua direção conforme mostra a figura abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar é 1, calcule o índice de refração do líquido. Dados: sen35º = 0,57 e sen20º = 0,34.

O raio de luz atravessa a interface entre dois meios e sofre refração

Resolução:

Para encontrar o índice de refração do líquido, devemos utilizar a Lei de Snell:

n_ar. Senθ = n_{liquido .}Senθ₂

Substituindo os dados, temos:

1 . sen35 = n_liquido. sen20

1 . 0,57 = n_liquido. 0,34

n_liquido= 0,57
0,34

n_{liquido =}1,67

04) A luz atravessa um material feito de plástico com velocidade v = 1,5 x 10⁸ m/s. Sabendo que a velocidade da luz no vácuo é 3,0 x 10⁸ m/s, calcule o índice de refração do plástico.

Resolução:

O índice de refração é calculado com a expressão:

n = c
v

n = 3 x 10⁸1,5 x 10⁸

n = 2

05) (UERN) Um feixe de luz proveniente de um meio A propaga-se em direção à superfície de separação com um meio B. Se o índice de refração do meio B em relação ao meio A é igual a 1,25, ao sofrer a refração, o feixe de luz teve sua velocidade:

(A) reduzida em 25%.

(B) reduzida em 20%.

(D) aumentada em 25%.

Resolução:

A relação entre o índice de refração B e A é maior que 1, o que indica que o índice de refração do meio B é maior que o do meio A. Portanto, ao passar para o meio B, a velocidade da luz deverá ser reduzida.

A velocidade da luz no meio B corresponde a 80% da velocidade da luz no meio A, logo, houve uma redução de 20% no valor da velocidade da luz.

Alternativa: B

06) (PUC-Camp-SP) Há uma série de fenômenos observáveis que ocorrem na atmosfera terrestre e que são determinados pela refração da luz ao percorrê-la. São exemplos o arco-íris, a formação de halos ao redor da Lua, a posição aparente dos astros mais elevada que a real, o fenômeno das miragens no deserto, a aurora boreal. A refração é o fenômeno da mudança na velocidade da propagação da luz ao passar de um meio transparente para outro. Considere um raio luminoso que forma ângulos iguais a 45º e 60º com a superfície que separa o vácuo do meio transparente e homogêneo M, como representado na figura.

Dados:
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 . 10⁸ m/s

De acordo com a situação apresentada, a velocidade da luz no meio M, em m/s, vale:

(A) 1,0 . 10⁸

(B) 1,0√2. 10⁸

(D) 1,0 .√3 . 10⁸

(E) 1,5 . √2. 10⁸

Resolução:

Por meio da definição de índice de refração da Lei de Snell-Descartes e sabendo que o índice de refração do vácuo é igual a 1, pode-se definir uma relação entre os senos dos ângulos e as velocidades da luz nos meios em questão.

Os ângulos de incidência e reflexão são estabelecidos entre os raios de luz e a reta normal, portanto, na figura do exercício, os ângulos complementares de 45° e 60° representam os ângulos de incidência e reflexão. Sabendo que o ângulo complementar é aquele que completa a soma com resultado igual a 90°, que 45° é complementar do próprio 45° e que 30° é complementar de 60°, os ângulos de incidência (θ_i) e refração (θ_R) são, respectivamente, 45° e 30°.

Alternativa: E

07) Um raio de luz monocromático incide na superfície de separação entre dois meios com índice de refração igual a 1,5 e 2,0, passando do menor para o maior índice. Determine o ângulo de refração sabendo que o ângulo de incidência é de 30°.

(A) 14°

(B) 18°

(D) 26°

(E) 28°

Resolução:

O ângulo de refração será determinado a partir da aplicação da Lei de Snell-Descartes.

Alternativa: C

08) Ao sofrer refração de um meio com índice de refração n₁ para outro com índice de refração n₂, um raio de luz monocromático tem seu ângulo de incidência reduzido em 5°. Marque a alternativa que traz uma informação incorreta a respeito dessa refração.

(A) Esse raio de luz passou de um meio de menor índice para outro de maior índice de refração.

B) A alteração no ângulo deve-se a uma diminuição da velocidade de propagação da luz.

D) O índice de refração relativo entre os meios 2 e 1 é menor que 1.

(E) Na passagem de n₁ para n₂, a velocidade da luz é reduzida.

Resolução:

A redução do ângulo no momento da refração indica que a luz aproximou-se da reta normal, portanto, a refração ocorreu do maior para o menor índice de refração (n₁ < n₂). O índice de refração relativo entre os meios 2 e 1 é a razão entre os índices de refração n₂ e n₁. Como o índice do meio 2 é maior, o resultado dessa relação deverá ser um número maior que 1.

Alternativa: D

09) (FPS-PE) Um feixe de luz vermelha é emitido por uma caneta laser (apontador laser) e viaja no ar com uma velocidade de propagação na ordem de 300.000 km/s (c = 3 . 10⁺⁸ m/s). Esse feixe de laser passa através de uma peça de acrílico cujo índice de refração vale n = 1,46. A velocidade de propagação do feixe de laser dentro da peça de acrílico será, aproximadamente, de:

(A) 1,5 . 10⁺⁶ m/s

(B) 3,0 . 10⁺⁸ m/s

(D) 4,0 . 10⁺⁸ m/s

(E) 2,0 . 10⁺⁸ m/s

Resolução:

A velocidade da luz através do acrílico (v_ACRIL) pode ser determinada a partir da definição do índice de refração:

Alternativa: E

10) (UFT) Um raio de luz monocromático propaga-se de um meio A para um meio B e forma com a normal, à superfície de separação, ângulos de 30º e 45º, respectivamente. O meio B é o ar, que possui índice de refração igual a 1 e por onde a luz propaga-se com velocidade de 3,0 . 10⁸ m/s. Portanto, a velocidade de propagação da luz no meio A será de: (dados: sen 30º = 1/2; sen 45º = √2/2).

(A) 1,8 . 10⁸ m/s

(B) 2,0 . 10⁸ m/s

(D) 1,5√2 . 10⁸ m/s

(E) 3,0√2 . 10⁸ m/s

Resolução:

Por meio da lei de Snell, pode-se determinar o índice de refração do meio A:

A velocidade da luz no meio A pode ser determinada a partir da definição de índice de refração:

Alternativa: D

11) Marque a alternativa correta a respeito do fenômeno da refração da luz.

(A) A refração é caracterizada pela mudança de meio de propagação da luz, que sempre ocasiona aumento em sua velocidade.

(B) O índice de refração é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz em um meio qualquer e a velocidade da luz no vácuo.

(D) Na passagem do maior para o menor índice de refração, a luz sofre aumento em sua velocidade.

(E) Na passagem do menor para o maior índice de refração, a luz sofre aumento em sua velocidade.

Resolução:

Quanto maior for o índice de refração de um meio, menor será a velocidade da luz. Na passagem de um índice maior para outro menor, a velocidade da luz será aumentada.

Alternativa: D

12) Um raio de luz monocromático incide na superfície de separação entre dois meios com índice de refração igual a 1,5 e 2,0, passando do menor para o maior índice. Determine o ângulo de refração sabendo que o ângulo de incidência é de 60°.

Dados: sen60° = 0,87; cos60° = 0,50

(A) 36°

(B) 48°

(D) 65°

(E) 55°

Resolução:

O ângulo de refração pode ser determinado a partir da lei de Snell.

Alternativa: C

13) A luz amarela se propaga em um determinado vidro com velocidade de 200.000 km/s. Sendo 300.000 km/s a velocidade da luz no vácuo, determine o índice de refração absoluto do vidro para a luz amarela:

(A) n = 1,1

(B) n = 1,2

(D) n = 1,4

(E) n = 1,5

Resolução:

Alternativa: E

14) Supondo que o diamante apresente índice de refração absoluto 2,41 para a luz amarela, e sendo 300.000 km/s a velocidade da luz no vácuo, calcule a velocidade da luz amarela no diamante.

(A) 100.500 km/s

(B) 124.500 km/s

(D) 148.500 km/s

(E) 152.500 km/s

Resolução:

Alternativa: B

15) (Fatec-SP) Na figura adiante, um raio de luz monocromático se propaga pelo meio A, de índice de refração 2,0. (Dados: sen. 37° = 0,60 sen. 53° = 0,80)

Devemos concluir que o índice de refração do meio B é:

(A) 0,5

(B) 1,0

(D) 1,5

(E) 2,0
Resolução:

Os ângulos de incidência e refração são observados em relação à reta Normal, dessa forma o ângulo de incidência é de 37° e o ângulo de refração é de 53°.

De acordo com a lei de Snell, temos:

n₁ . seni = n₂ . senr

2 . sen 37 = n₂ . sen53

2 . 0,6 = n2 . 0,8

n₂ = 1,2 / 0,8

n₂ = 1,5

Alternativa: D

15) (PUC-MG) Suponha que não houvesse atmosfera na Terra. Nesse caso, é correto afirmar que veríamos:

(A) o Sol nascer mais cedo no horizonte

(B) o Sol se pôr mais cedo no horizonte.

(D) o nascer e o pôr do sol no mesmo horário como se houvesse atmosfera.

(E) n.d.a
Resolução:

Não existindo atmosfera, veríamos o Sol se pôr mais cedo. Por causa da refração atmosférica, conseguimos ver o Sol por mais tempo quando está se pondo, pois a sua luz sofre desvio na atmosfera.

Alternativa B

CASO 2: COM GABRITO

01) (UFSCAR-SP) Durante o dia, uma pessoa dentro de casa olha através do vidro de uma janela e enxerga o que está do lado de fora. À noite, a pessoa olha através da mesma janela e enxerga sua imagem refletida pelo vidro, não enxergando o que está do lado de fora. Assinale a alternativa que melhor explica a situação descrita.

(A) O índice de refração da luz no meio externo à janela é maior à noite do que durante o dia.

(B) O índice de refração da luz no meio externo à janela é menor à noite do que durante o dia.

(C) Durante o dia, a luz que atravessa o vidro da janela, proveniente dos objetos localizados no exterior da casa, é muito mais intensa que a luz refletida pelo vidro da janela, proveniente dos objetos no interior da casa.

(D) Durante o dia, a polarização da luz no vidro da janela é positiva e permite que se enxergue o lado de fora.

(E) Durante a noite, a polarização da luz no vidro da janela é negativa e não permite que se enxergue o lado de fora.

02) (UFC) O índice de refração de um material é a razão entre:

(A) a densidade do ar e a densidade do material.

(B) a intensidade da luz no ar e a intensidade da luz no material.

(D) a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no material.

(E) o comprimento de onda da luz no vácuo e o comprimento de onda da luz no material.

03) (PUC-RJ) Uma onda luminosa se propagando no vácuo incide sobre uma superfície de vidro cujo índice de refração é maior que o índice de refração do vácuo tendo um ângulo de incidência de 30° em relação à normal da superfície. Neste caso, podemos afirmar que:

(A) a velocidade de propagação da luz é igual em ambos os meios e sua direção não é alterada.

(B) a velocidade de propagação da luz é maior no vidro do que no vácuo e sua direção é alterada.

(D) a velocidade de propagação da luz não é alterada quando muda de meio e apenas sua direção é alterada.

(E) a velocidade de propagação da luz é alterada quando muda de meio, mas sua direção de propagação não é alterada.

04) (PUC-RJ) Um feixe de luz de comprimento de onda de 600 nm se propaga no vácuo até atingir a superfície de uma placa de vidro. Sabendo-se que o índice de refração do vidro é n = 1,5 e que a velocidade de propagação da luz no vácuo é de 3 x 10⁸ m/s, o comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda no vidro em nm e m/s, respectivamente, são:

(Obs: 1 nm = 1 x 10^-9 m).

(A) 200 nm ; 4 x 10^-8 m/s

(B) 200 nm ; 3 x 10^-8 m/s

(D) 400 nm ; 1 x 10^-8 m/s

(E) 400 nm ; 2 x 10^-8 m/s

05) (FUVEST-SP) Suponha que exista um outro universo no qual há um planeta parecido com o nosso, com a diferença que a luz visível que o ilumina é monocromática. Um fenômeno óptico causado por essa luz, que não seria observado nesse planeta seria:

(A) a refração

(B) a reflexão

(D) o arco-íris

(E) a sombra

06) (FGV-SP) Desde que o homem tomou conhecimento dos fenômenos envolvendo luz, teorias foram formuladas sobre sua natureza. O filósofo grego Aristóteles foi o primeiro a tentar explicar o arco-íris, afirmando que sua formação se devia a gotículas de água contidas na atmosfera, que refletiam a luz do Sol e provocavam a variação da cor.

Também verificou que essa reflexão ocorria para um ângulo específico, que foi determinado apenas no século XIII.

A formação do arco-íris, a partir da luz do Sol, deve-se ao fenômeno conhecido como:

(A) concentração.

(B) colorização.

(D) deflexão.

(E) franjas.

07) (UFJF-MG) O arco-íris é causado pela dispersão da luz do Sol que sofre refração e reflexão pelas gotas de chuva (aproximadamente esféricas). Quando você vê um arco-íris, o Sol está:

(A) na sua frente.

(B) entre você e o arco-íris.

(D) atrás de você.

(E) em qualquer lugar, pois não importa a posição do Sol.

08) (Olimpíada Paulista de Física) Um fenômeno que ocorre em dias chuvosos é a formação do arco-íris.

Considere as afirmações abaixo.

I. As cores do arco íris surgem devido ao fenômeno da reflexão da luz nas gotículas de chuva.

II. As cores do arco-íris são próprias das gotículas de água, não dependendo da luz incidente.

III. As cores do arco-íris surgem devido ao fenômeno da dispersão da luz que ocorre com a incidência da luz solar em gotículas de água.

Com relação às afirmações, podemos dizer que:

(A) todas são corretas

(B) nenhuma é correta

(D) apenas II é correta

(E) apenas III é correta

09) (ENEM) Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado mapa 3D que

“vai tirar virtualmente, o Titanic do fundo do mar para o público”. A expedição ao local, a 4 quilômetros de profundidade no Oceano Atlântico, está sendo apresentada como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic. Ela utilizará tecnologias de imagem e sonar que nunca tinham sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário de seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio, naufragado há um século.

O Estado de São Paulo, Disponível em: http://estadao.com.br.

Acesso em: 27 jul.2010(adaptado)

No problema apresentado para gerar imagens através das camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais adequado, pois a

(A) propagação de luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio.

(B) absorção de luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som não.

(D) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos materiais.

(E) reflexão da luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som neste material.

10) (UEPG-PR) Quando a luz se propaga, sempre ocorrem alguns fenômenos. Nesse contexto, assinale o que for correto.

01) Se nos colocarmos próximos a um espelho côncavo, veremos uma imagem diminuída e direita, mas se nos afastarmos gradativamente veremos que a imagem se torna confusa para depois reaparecer maior e invertida.

02) Os fenômenos da reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.

04) A observação de objetos só é possível porque imitem luz própria ou refletem a luz que neles incide.

08) Um objeto posicionado na frente de uma superfície refletora ondulada tem sua imagem deformada.

GABARITO:

01C – 02D – 03C – 04E – 05D – 06C – 07D – 08E – 09D – 10[08 = 8].

CASO 3: RESOLVIDAS

01) Analise as proposições a seguir sobre a reflexão da luz:

I – O fenômeno da reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao seu meio original;

II – Quando ocorre reflexão difusa, a imagem formada é bastante nítida;

III – Na reflexão regular, os raios de luz propagam-se de forma paralela uns aos outros;

IV – Quando a luz é refletida por uma superfície, o ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência da luz.

Estão corretas:

(A) I, II e III apenas

(B) I, III e IV apenas

(D) II, III e IV apenas

(E) todas afirmativas estão corretas

Resolução:

Façamos uma análise de cada uma das proposições:

I – está correta, pois a reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e volta a propagar-se em seu meio de origem;

II – incorreta, pois, quando a reflexão é difusa, os raios de luz retornam ao meio de origem com diferentes direções, de forma que a imagem formada é irregular;

III – correta, pois, na reflexão regular, a luz incide sobre uma superfície lisa e os raios de luz retornam ao seu meio original de propagação paralelos entre si;

IV – Correta, pois, de acordo com as leis da reflexão, o ângulo de reflexão sempre é igual ao de incidência.

Alternativa: B

02) (PUC – SP) O ângulo de incidência, em um espelho plano, é de 30º. Qual o valor do ângulo formado entre o raio refletido e a superfície?

Resolução:

Para calcular o ângulo entre o raio refletido e a superfície, utilizamos a equação:

r = 90 – i

r = 90 – 30

r = 60º

03) (UFB) A propriedade óptica que afirma que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão é válida somente para os espelhos planos?

Resolução:

Não, a regra também é válida para superfícies irregulares e espelhos esféricos.

04) O ângulo entre um raio de luz que incide em uma superfície e o raio de luz refletido por ela é igual a 80º. Qual é o ângulo entre o raio incidente e a reta normal? E qual é o ângulo entre o raio refletido e a superfície?

Resolução:

Para resolver essa questão, observe a figura:

Raio de luz incidente e raio de luz refletido em uma superfície plana

O ângulo de 80º entre o raio incidente e o refletido é o dobro do ângulo entre o raio incidente e a reta normal. Portanto, para encontrar o ângulo de incidência, basta dividi-lo por dois.

i = 80 = 40º
2

Esse ângulo é igual ao ângulo entre o raio refletido e a reta normal, que é o ângulo de reflexão.

R = 40º

Para calcular o ângulo entre o raio refletido e a superfície, usamos a equação:

θ = 90 – r

θ = 90 – 40

θ = 50º

05) Determine a altura h indicada na figura abaixo:

Resolução:

06) Observe a figura e calcule:

a) o ângulo de incidência
b) o ângulo de reflexão
c) o ângulo formado pelos raios incidente e refletido

Resolução:

07) (UFRN) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol.
Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo que a passarela onde ela vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu vestido como sendo:

(A) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido.

(B) Preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha.

(D) Vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.

Resolução:

Nesse caso, o vestido é vermelho sob luz solar porque reflete a luz vermelha. Sob a luz verde, aparecerá preto, pois ele não reflete esta luz, ele a absorve.

Alternativa: B

08) (Unirio-RJ) Durante o final da Copa do Mundo, um cinegrafista, desejando alguns efeitos especiais gravou cena em um estúdio completamente escuro, onde existia uma bandeira da “Azzurra” (azul e branca) que foi iluminada por um feixe de luz amarela monocromática. Quando a cena foi exibida ao público, a bandeira apareceu:

(Aa) verde e branca
(B) verde e amarela
(C) preta e branca
(D) preta e amarela
(E) azul e branca

Resolução:

A região azul, não reflete a luz amarela, com isso aparecerá preta.

Já a região branca, reflete a luz amarela, portanto aparecerá amarela.

Alternativa: D

CASO 4: COM GABARITO

01) (UERJ) Uma garota, para observar seu penteado, coloca-se em frente a um espelho plano de parede, situado a 40 cm de uma flor presa na parte de trás dos seus cabelos. Buscando uma visão melhor do arranjo da flor no cabelo, ela segura, com uma das mãos, um pequeno espelho plano atrás da cabeça, a 15 cm da flor.

A menor distância entre a flor e sua imagem, vista pela garota no espelho de parede, está próxima de:

(A) 55 cm.

(B) 70 cm.

(D) 110 cm.

(E) 125 cm.

02) (PUC-RJ) Quais dos objetos A, B, C, D e E são vistos pelo observador P ao olhar para o espelho plano esquematizado ?

(A) A, B, C, D e E

(B) A, E e B

(D) B e C

(E) C, D e E

03) (FGV-SP) Leia o trecho da música “Espelho D’Água” de Almir Sater e Renato Teixeira.

Emoção…

Os rios falam pelas cachoeiras,

Compaixão…

Os peixes nadam contra a correnteza,

Sim ou Não…

As dúvidas são partes da certeza,

Tudo é um rio refletindo a paisagem,

Espelho d’água levando as imagens pro mar,

Cada pessoa levando um destino,

Cada destino levando um sonho…

As águas límpidas e calmas de um rio podem se comportar como um espelho plano, refletindo a imagem dos objetos de uma paisagem de forma: direta,

(A) real e de tamanho igual ao do objeto.

(B) virtual e de tamanho igual ao do objeto.

(D) virtual e de tamanho menor que o do objeto.

(E) real e de tamanho maior que o do objeto.

04) (ITA-SP) Considere as seguintes afirmações:

I. Se um espelho plano transladar de uma distância d ao longo da direção perpendicular a seu plano, a imagem real de um objeto fixo se transladará de 2d.

II. Se um espelho plano girar de um ângulo β em torno de um eixo fixo perpendicular à direção de incidência da luz, o raio refletido girará de um ângulo 2β.

III. Para que uma pessoa de altura h possa observar seu corpo inteiro em um espelho plano, a altura deste deve ser de no mínimo 2h/3.

Então podemos dizer que:

(A) apenas I e II são verdadeiras

(B) apenas I e III são verdadeiras

(D) todas são verdadeiras

(E) todas são falsas

05) (ITA-SP) Ao olhar-se num espelho plano, retangular, fixado no plano de uma parede vertical, um homem observa a imagem de sua face tangenciando as quatro bordas do espelho, isto é, a imagem de sua face encontra-se ajustada ao tamanho do espelho. A seguir, o homem afasta-se, perpendicularmente à parede, numa certa velocidade em relação ao espelho, continuando a observar sua imagem. Nestas condições, pode-se afirmar que essa imagem:

(A) torna-se menor que o tamanho do espelho tal como visto pelo homem.

(B) torna-se maior que o tamanho do espelho tal como visto pelo homem.

(D) desloca-se com o dobro da velocidade do homem.

(E) desloca-se com metade da velocidade do homem.

06) (UECE) Você está em pé em uma sala, parado diante de um espelho vertical no qual pode ver, apenas, dois terços de seu corpo. Considere as ações descritas a seguir:

I- Afastar-se do espelho

II- Aproximar-se do espelho

III- Usar um espelho maior, cuja altura o permita ver seu corpo inteiro quando você está na sua posição inicial

Você gostaria de ver seu corpo inteiro refletido no espelho. Para atingir seu objetivo, das ações listadas anteriormente, você pode escolher

(A) apenas I

(B) apenas II

(D) a I ou a III, apenas.

07) (Ufrs-RS) A figura a seguir representa as secções E e E’ de dois espelhos planos. O raio de luz I incide obliquamente no espelho E, formando um ângulo de 30° com a normal N a ele, e o raio refletido R incide perpendicularmente no espelho E’.

Que ângulo formam entre si as secções E e E’ dos dois espelhos?

(A) 15°.

(B) 30o

(D) 60°.

(E) 75°.

GABARITO:

01D – 02D – 03B - 04E - 05C - 06C - 07B.

CASO 5: RESOLVIDAS

01) (UFMG) Qual a alternativa que melhor explica por que a profundidade aparente de uma piscina é menor do que a real?

(A) A luz refletida na superfície da água é perturbada pela luz refletida pelo fundo da piscina;

(B) A luz refletida pela superfície da água sofre refração no ar;

(D) A luz refletida pelo fundo da piscina sofre refração ao passar da água para o ar;

(E) A luz é refratada ao passar do ar para a água.

Resolução:

Quando a luz refletida pelo fundo da piscina volta a emergir à superfície, ela sofre refração novamente. Como o índice de refração do ar é menor que o da água, a luz propaga-se com maior velocidade nesse meio, afastando-se da reta normal à superfície. Isso causa a impressão de que o fundo da piscina está mais perto.

Alternativa: D

02) (UFG) Um ponto luminoso encontra-se imerso na água em uma piscina totalmente limpa, quando visto por um observador que esteja fora da piscina (no ar) e que olha com uma inclinação de 45º em relação ao eixo normal da superfície da água. É CORRETO afirmar que:

(A) o ponto luminoso parecerá mais afastado da superfície da água do que realmente está;

(B) o ponto luminoso parecerá mais próximo da superfície da água do que realmente está;

(D) a luz não irá conseguir passar da água para o ar;

(E) o ponto luminoso não será percebido pelo observador.

Resolução:

Como a luz que é observada sai de um meio com maior índice de refração (água) para um índice com menor índice de refração (ar), a refração dos raios de luz fará com que o objeto pareça estar mais próximo da superfície da água.

Alternativa: B

03) Um estudante de Física avista um peixe dentro da água e faz as seguintes afirmações relacionadas à imagem que observa:

I – A imagem do peixe vista por fora d'água é uma imagem virtual, pois é formada pelo prolongamento dos raios de luz;

II – Por causa da refração da luz proveniente do meio líquido, o peixe parece estar em uma profundidade maior;

III – Os raios de luz que emanam do peixe e propagam-se em direção perpendicular à interface da água sofrerão refração, mas sua direção de propagação não será alterada.

Estão corretas:

(A) I e II

(B) somente II

(D) somente I

(E) I e III

Resolução:

I – Verdadeiro. De fato a imagem vista do peixe é virtual, pois é direita e formada pelo prolongamento dos raios de luz refratados;

II – Falso. A percepção é de que o peixe está mais próximo da superfície da água, pois os raios de luz saem do meio de maior índice de refração para um meio com menor índice de refração, logo, esses raios de luz afastam-se da reta normal, dando a ilusão de o peixe estar mais próximo da superfície e não o contrário, como afirmou o estudante;

III – Verdadeiro. A velocidade dos raios de luz mudará ao sair de dentro da água para o ar, mas como a direção do feixe é perpendicular à superfície, a direção de propagação não sofrerá qualquer desvio lateral.

Alternativa: E

04) Um pescador deixa cair uma lanterna acesa em um lago a 10.0 m de profundidade. No fundo do lago, a lanterna emite um feixe luminoso, formando um pequeno ângulo com a vertical. Considere o índice de refração da água como 1,33 e determine a profundidade aparente (h) vista pelo pescador.

(A) 2,5 m

(B) 5,0 m

(D) 8,0 m

(E) 9,0 m

Resolução:

A relação usada para os dioptros planos nos diz que:

Tomando os dados fornecidos pelo enunciado do exercício:

Fazendo a divisão do lado esquerdo da equação. temos que:

Por fim, a multiplicação cruzada dos termos fornece um valor de aproximadamente 7,5 m:

Alternativa: C

CASO 6: COM GABRITO

01) (Ufg-GO) Um ponto luminoso, encontra-se imerso na água em uma piscina totalmente limpa, quando visto por um observador que esteja fora da piscina (no ar) e que olha com uma inclinação de

45o em relação ao eixo normal da superfície da água, é CORRETO afirmar que

(A) o ponto luminoso parecerá mais afastado da superfície da água do que realmente está.

(B) o ponto luminoso parecerá mais próximo da superfície da água do que realmente está.

(D) a luz não irá conseguir passar da água para o ar.

(E) o ponto luminoso não será percebido pelo observador.

02) MACKENZIE-SP) De acordo com o desenho a seguir, consideremos para um determinado instante a seguinte situação:

Admitindo-se que:

1) A seja uma andorinha que se encontra a 10m da superfície livre do líquido;

2) P seja um peixe que se encontra a uma profundidade h da superfície S;

3) n = 1,3 seja o índice de refração absoluto da água.

Podemos afirmar que:

(A) o peixe verá a andorinha só se estiver a 10m de profundidade;

(B) o peixe verá a andorinha a uma altura aparente de 5,0m;

(D) o peixe não verá a andorinha, pois a luz não se propaga de um meio mais refringente para outro de menor refringência

(E) o peixe verá a andorinha a uma altura aparente de 26m

03) (FUVEST-SP) Um pássaro sobrevoa em linha reta e a baixa altitude uma piscina em cujo fundo se encontra uma pedra. Podemos afirmar que:

(A) com a piscina cheia o pássaro poderá ver a pedra durante um intervalo de tempo maior do que se a piscina estivesse vazia;

(B) com a piscina cheia ou vazia o pássaro poderá ver a pedra durante o mesmo intervalo de tempo;

(D) o pássaro, ao passar sobre a piscina, verá a pedra numa posição mais profunda do que aquela em que ela realmente se encontra;

(E) o pássaro nunca poderá ver a pedra.

04) (UFU-MG) A profundidade de uma piscina é tal que sua parede, revestida com azulejos quadrados de 12 cm de lado, contém 12 azulejos justapostos verticalmente.

Um banhista, na borda da piscina, cheia de água (nágua=4/3), olhando quase perpendicularmente, verá a parede da piscina formada por:

(A) 12 azulejos de 9cm de lado vertical

(B) 9 azulejos de 16cm de lado vertical

(D) 12 azulejos de 12cm de lado vertical

(E) 9 azulejos de 12cm de lado vertical

05) (FUVEST-SP) Certa máquina fotográfica é fixada a uma distância Do da superfície de uma mesa, montada de tal forma a fotografar, com nitidez, um desenho em uma folha de papel que está sobre a mesa.

Desejando manter a folha esticada, é colocada uma placa de vidro, com 5 cm de espessura, sobre a mesma.. Nessa nova situação, pode-se fazer com que a fotografia continue igualmente nítida

(A) aumentando Do de menos de 5 cm

(B) aumentando Do de mais de 5 cm

(D) reduzindo Do de 5 cm

(E) reduzindo Do de mais de 5 cm.

06) (UNIMAR-SP) Um observador deseja saber qual a profundidade em que se encontra um peixe flutuando na água de um tanque. Sabe-se que esse observador está olhando exatamente na posição vertical, que o índice de refração da água é 1,33, e que a distância aparente é de 3 metros. Dentre as alternativas a seguir, assinale a correta:

(A) a distância real é menor que a distância aparente e vale 2,25 metros;

(B) a distância real é maior e a distância aparente e vale 4,0 metros

(D) a distância real é maior que a distância aparente e vale 2,5m

(E) a distância real é maior que a distância aparente e vale 4,0m

07) (UNIRIO-RJ) Um cão está diante de uma mesa, observando um peixinho dentro do aquário, conforme representado na figura. Ao mesmo tempo, o peixinho também observa o cão. Em relação à parede P do aquário e às distâncias reais, podemos afirmar que as imagens observadas por cada um dos animais obedecem às seguintes relações:

(A) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais distante do aquário.

(B) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário.

(C) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário.

(D) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão também mais distante do aquário.

(E) O cão e o peixinho observam o olho um do outro, em relação à parede P, em distâncias iguais às distâncias reais que eles ocupam na figura.

08) (UFSC-SC) A mãe zelosa de um candidato, preocupada com o nervosismo do filho antes do vestibular, prepara uma receita caseira de “água com açúcar” para acalmá-lo. Sem querer, a mãe faz o filho relembrar alguns conceitos relacionados à luz, quando o mesmo observa a colher no copo com água, como mostrado na figura a seguir.

Sobre o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que:

(01) a luz tem um comportamento somente de partícula.

(02) a velocidade da luz independe do meio em que se propaga.

(04) a colher parece quebrada, pois a direção da propagação da luz muda ao se propagar do ar para a água.

(08) a velocidade da luz na água e no ar é a mesma.

(16) a luz é refratada ao se propagar do ar para a água.

09) (ENEM-MEC) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade.

Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe, Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz:

(A) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.

(B) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.

(D) emitidos pelos olhos são espalhados pela superfície da água.

(E) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

GABARITO:

01B – 02C – 03A – 04A – 05A – 06E - 07A – 08[04 + 16 = 20] – 09E.

RESOLVIDOS – FENÔMENOS ÓPTICOS

01) (FMABC SP) As imagens abaixo correspondem a um acessório de segurança para quem tem que transportar um bebê na cadeirinha no banco de trás – o espelho retrovisor para bebê. Para que os pais possam ver o filho sentado na cadeirinha, fixada no banco traseiro e de costas para os ocupantes dos bancos da frente do carro, o espelho deve ser fixado no encosto de cabeça do banco traseiro, defronte ao bebê. Assim, os pais, ao olharem para o espelho retrovisor interno do automóvel, poderão ver a imagem refletida do bebê. O princípio da óptica geométrica que permite que isso seja possível é

(A) refração luminosa.

(B) dispersão luminosa.

(CF) independência dos raios luminosos.

(D) reversibilidade dos raios luminosos.

Resolução:

O princípio óptico envolvido na formação de imagens em espelhos é a reflexão da luz. O caminho da luz feito do bebê até o olho do motorista pode ser executado em qualquer sentido (motorista-bebê ou bebê – motorista), este fenômeno é denominado de reversibilidade da luz.

Alternativa: D

02) (IFSC) Com base nos princípios da óptica geométrica, analise as afirmativas abaixo.

I. Na reflexão, o raio incidente e o raio refletido estão contidos no mesmo plano que a reta normal, portanto são congruentes.

II. Quando a luz incide numa fronteira separadora de dois meios, pode sofrer reflexão, absorção e refração.

III. Ao observarmos uma pessoa através de um espelho plano, também seremos vistos por ela. Este fenômeno é descrito pelo Princípio da Independência dos Raios Luminosos.

IV. A faixa de frequência de ondas capaz de sensibilizar o olho humano é denominada de espectro visível.

V. Podemos considerar que a “sombra” de uma nuvem projetada sobre o solo é do mesmo tamanho da própria nuvem, devido aos raios solares serem aproximadamente paralelos.

É CORRETO afirmar que

(A) apenas II, IV e V são verdadeiras.

(B) apenas II e III são verdadeiras.

(D) apenas I, II, III e VI são verdadeiras.

(E) apenas III e IV são verdadeiras.

Resolução:

I) falsa. Raio incidente, raio refletido e normal são coplanares.

II) verdadeira.

III) falsa. O fenômeno descrito é o da reversibilidade dos raios de luz.

IV) verdadeira.

V) verdadeira.

Alternativa: A

03) Marque a alternativa correta a respeito dos fenômenos da reflexão, refração e absorção da luz.

(A) Um único raio de luz incidente não pode sofrer os três fenômenos ópticos ao mesmo tempo.

(B) As leis da reflexão se aplicam tanto à reflexão regular quanto à reflexão difusa.

(D) A reflexão de um espelho plano é difusa.

(E) Todas as alternativas anteriores estão incorretas.

Resolução:

a) errada. Um único raio de luz pode sofrer, ao mesmo tempo, mais de um fenômeno óptico.

b) errada. As leis da reflexão são aplicadas para a reflexão regular da luz.

c) errada. As leis da refração são aplicadas para a refração regular da luz.

d) errada. A reflexão de um espelho plano é regular.

e) correta.

Alternativa: E

04) Ao observar o asfalto em dias quentes podemos perceber a formação de imagens que aparentam poças d’água.

Marque a alternativa que apresenta o nome dado a este evento e o fenômeno óptico envolvido em sua ocorrência.

(A) Miragens, reflexão da luz

(B) Dispersão, refração da luz

(D) Miragens, refração da luz

(E) Miragens, absorção da luz.

Resolução:

A diferença de temperatura nas camadas de ar próximas ao chão geram alterações no índice de refração do meio, fazendo com que a luz sofra uma curva e produza uma imagem, denominada de miragem.

Alternativa: D

RESOLVIDOS – VELOCIDADE DA LUZ E VELOCIDADE DO SOM

01) Em um período de festa junina, uma jovem observou de longe o lançamento de um foguete. Ao ver a luz, ela marcou um tempo de 3s até que ouviu o estrondo do foguete. Sabendo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, marque a opção que indica a distância entre a jovem e o ponto de lançamento do foguete e o motivo pelo qual a luz foi percebida antes que o som.

(A) 2000 m; a luz possui velocidade infinitamente maior que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

(B) 1020 m; a luz foi percebida primeiro porque a visão é mais sensível a estímulos quando comparada com a audição.

(D) 1200 m; a luz possui velocidade infinitamente maior que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

(E) 1200 m; a luz possui velocidade infinitamente menor que a velocidade do som, por isso, foi percebida primeiro.

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

v_SOM = Δs
Δt

v_SOM. Δt = Δs

Δs = 340 . 3

Δs = 1020 m

A velocidade da luz é de 300.000.000 m/s, infinitamente superior à velocidade do som, que é de apenas 340 m/s; por isso, ela foi percebida primeiro.

Alternativa: C

02) Um navio possui uma sonda que funciona por meio da produção de ondas sonoras. Ao identificar um obstáculo submerso, o som gerado pela sonda gasta 8 s para ir e retornar até o objeto. Marque a opção que determina a distância entre o navio e o objeto no fundo do mar e explica por que a velocidade do som na água é maior que a velocidade do som no ar.

Dados:

Velocidade do som no ar = 340 m/s
Velocidade do som na água = 1430 m/s

(A) 5700 m; a velocidade do som na água é maior por conta da maior elasticidade da água quando comparada com o ar.

(B) 4500 m; a velocidade do som na água é maior por conta da menor elasticidade da água quando comparada com o ar.

(D) 5720 m; a velocidade do som na água é maior por conta da maior elasticidade da água quando comparada com o ar.

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

v_SOM = Δs
Δt

v_SOM. Δt = Δs

O tempo para ir e voltar até o obstáculo é de 8 s, sendo assim, o tempo a ser considerado nos cálculos deve ser apenas o tempo de ida: 4s.

v_SOM. Δt = Δs

1430 . 4 = Δs

Δs = 5720 m

As ondas sonoras transmitem-se por compressão e descompressão do meio, sendo assim, possuem maior velocidade nos meios que apresentam maior facilidade para sofrer as compressões. Nesse quesito, a água é melhor que o ar.

Alternativa: D

03) (UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de:

(A) 17 m

(B) 34 m

(D) 170 m

(E) 340 m

Resolução:

No eco, o som produzido atinge um obstáculo e retorna à fonte, de modo que a distância a ser considerada em cálculo deve ser o dobro da distância entre a fonte sonora e o obstáculo. Sendo assim, temos:

v_SOM = 2d
Δt

v_OM. Δt = 2d

2d = 340 . 1

d = 170 m

Alternativa: D

04) Ao ver um raio cortar e iluminar o céu, um garoto marcou o tempo entre o raio e o trovão. Sabendo que o tempo marcado pelo menino foi de 2 s e que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, determine a distância entre o garoto e o ponto de queda do raio.

(A) 680 m

(B) 580 m

(D) 1500 m

(E) 650 m

Resolução:

A partir da definição de velocidade média, podemos escrever:

v_SOM = Δs
Δt

v_SOM. Δt = Δs

340 . 2 = Δs

Δs = 680 m

Alternativa: A

ESPELHO

É toda superfície que reflete a luz. Os espelhos podem ser: Espelhos Planos ou Espelho Curvos

Espelhos planos

Imagens formada por espelhos planos

No espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho.

Características da Imagens formadas por ESPELHOS PLANOS são sempre:

Virtual: formada atrás do espelho.
Direita: mesma posição do objeto original.
Igual ao objeto: mesmo tamanho do objeto original.
Distância do objeto ao espelho é igual a distância do espelho a imagem.
A velocidade de aproximação e/ou afastamento do objeto ao espelho é igual ao velocidade de aproximação e/ou afastamento da imagem ao espelho.

Observação: um espelho plano causa a inversão da imagem do sentido (esquerda – direita), originado imagens de letras ao contrário, por exemplo.

Espelhos Esféricos

Espelho côncavo

É aquele cuja superfície espelhada (polida) é a superfície interna da casca esférica, como é o caso dos espelhos de estojos de maquiagem.

Espelho convexo

É aquele cuja superfície espelhada (polida) é a superfície externa da casca esférica, como é o caso dos utilizados em alguns tipos de espelhos retrovisores e espelhos utilizados em supermercados e farmácias.

Os principais elementos de um espelho esférico.

Raio de curvatura (R) de um espelho esférico é a medida do raio da casca esférica original do espelho, ou seja, representa a distância do centro de curvatura até o vértice do espelho.

Centro de curvatura (C) coincide com o centro da casca esférica que originou o espelho.

Foco (F) é o ponto médio do segmento que une o centro de curvatura e o vértice e é por onde são refletidos a maior parte dos raios.

Distância focal (f) é a medida da distância entre o foco e o vértice. Como o foco está situado no ponto médio do eixo centro – vértice, pode-se afirmar que a sua medida é a metade da medida do raio de curvatura.

Vértice (V) é o ponto tangencial à circunferência do espelho que marca a interseção entre o espelho e o eixo do mesmo.

Eixo do espelho (e) é a linha de centro que une o foco, o centro de curvatura e o vértice do espelho.

Formação de imagens formada por espelhos CURVOS

Ao contrário dos espelhos planos, os espelhos esféricos formam imagens de tamanhos diferentes do tamanho do objeto. Enquanto o espelho convexo forma imagens sempre menores que o objeto, o espelho côncavo forma imagens de diferente tamanhos, dependendo da posição em que o objeto é colocada sobre o seu eixo.

Espelhos Convexos - Fornece apenas um tipo: Imagem virtual, direita e menor que o objeto.

Para determinarmos como são formadas as imagens em um espelho convexo, devemos conhecer o comportamento dos raios de luz incidentes, ou seja, quando atingem a superfície do espelho e refletem as imagens.

Espelhos Côncavos - Nestes espelhos, o tipo de imagem Depende da posição na qual o objeto é colocado que pode ser: em relação ao centro, foco e vértice do espelho. Ou seja, fornece 5 tipos de imagens.

Vejamos cada caso:

1) Objeto real - objeto colocado antes do centro de curvatura: Imagem real, invertida e menor que o objeto.

2) Objeto real - objeto colocado no centro de curvatura: Imagem real, invertida e do mesmo tamanho do objeto.

3) Objeto real - objeto colocado entre o centro de curvatura e o foco: Imagem real, invertida e maior que o objeto.

4) Objeto real - objeto colocado no foco: Imagem imprópria, ou seja, localizada no infinito. Ou seja, não forma imagem.

5) Objeto real - objeto colocado entre o foco e o vértice: Imagem virtual (atrás do espelho), direita e maior que o objeto.

Equação de Gauus - Um objeto pode ser real ou virtual. No caso dos espelhos, dizemos que o objeto é virtual se ele se encontra “atrás” do espelho. No caso de espelhos esféricos a imagem de um objeto pode ser maior, menor ou igual ao tamanho do objeto. A imagem pode ainda aparecer invertida em relação ao objeto. Se não houver sua inversão dizemos que ela é direita.

Equação de Gauss

SOMBRA E PENUMBRA

Formação de Penumbra e Sombra:

Comportamento de um raio de luz no interior de uma fibra óptica:

Numero de imagens formadas por dois espelhos planos.

n = número de imagens.

α = ângulo entre os espelhos

LENTES

São objetos comuns utilizados em óculos, projetores, máquinas fotográficas e de filmar, etc. São portanto muito úteis e é importante conhecer o seu funcionamento. Uma lente provoca uma mudança de direção nos raios de luz que nela incidem.

As Lentes Esféricas podem ser de dois tipos:

São dispositivos ópticos que funcionam por refração da luz e são muito utilizadas no nosso dia a dia, como nos óculos, nas lupas, nas câmeras fotográficas, nas filmadoras e em telescópios. O material que as constitui normalmente é o vidro, mas o plástico também pode ser utilizado. As principais características desses dispositivos são a transparência e a superfície esférica.

De acordo com a curvatura apresentada, as lentes esféricas podem ser classificadas como:

Lentes Divergentes

Nestas lentes, os raios de luz incidem paralelos ao eixo principal, eles sofrem dupla refração e se espalham. Como o foco dessas lentes é formado pelo encontro de projeções dos raios de luz incidentes, ele é classificado como virtual.

Lentes Convergentes

Nestas lentes, os raios de luz incidem paralelos ao eixo principal e, após sofrerem refração, se concentram em um único ponto, este ponto é o foco. O foco das lentes convergentes é classificado como foco real, pois é fruto do encontro dos raios de luz refratados.

Elementos das lentes esféricas

O que caracteriza uma lente esférica são os seus elementos geométricos, que são:

C₁ e C₂: centros de curvatura das faces esféricas;

R₁ e R₂: raios de curvatura das faces esféricas;

Eixo principal da lente: onde estão contidos C₁ e V_1;

e: espessura da lente;

V₁e V₂: Vértices da lente.

Dioptria

É uma unidade de medida que se refere ao poder de refração das lentes em um sistema óptico, ou seja, o famoso “grau” dos óculos popularmente conhecido. Assim temos que 1 grau é igual a 1 dioptria.

Para entendermos melhor como é calculado a dioptria é interessante conhecermos um pouco de curvaturas. Segue abaixo na figura 1 três ilustrações que nos ajudarão a compreender:

Ilustração de um segmento de reta, curva e circunferência de raio (R).

Visivelmente percebemos que a diferença entre o segmento de reta (AB) e a curva (C), é justamente a curvatura, ou seja, para o segmento de reta (AB) a curvatura é igual a zero e a curvatura da curva (C) é diferente de zero.

Onde R é o valor do raio da circunferência e C representa o valor da curvatura. Podemos concluir então que a curvatura de uma curva é definida como o inverso do raio, assim temos que o valor de curvatura é menor que 1 e quanto maior for o raio será menor a curvatura.

O calculo da dioptria é muito parecido com o da curvatura, no entanto, apenas alteramos o raio da equação (1) para a distância focal (f), assim teremos que a dioptria será o inverso da distância focal da lente, para esse calculo temos que a unidade de medida da dioptria é o inverso do metro (m-1).

Assim podemos dizer então que, uma lente convergente de distância focal igual a 1 m, terá a potência de 1 dioptria. Se a distância focal for de 0,5 m, a potência será de 2 dioptrias.

O olho de um ser humano tem a distância focal de aproximadamente 17 mm, dependo da deficiência na visão de uma pessoa, existe a necessidade de uma maior ou menor distância focal para que os raios luminosos possam convergir sobre a retina, essa correção é feita com a utilização das lentes.

Imagem formada por lentes esféricas

Imagens das lentes convergentes

As lentes esféricas, as convergentes formam 5 tipos distintos de imagens:

A - Quando o objeto é posicionado antes do ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem real, invertida e menor que o objeto.

Exemplo: Máquina fotográfica e olho humano.

B - Quando o objeto é posicionado sobre o ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem real, invertida e igual ao objeto.

Exemplo: Máquinas de fotocópia

C - Quando o objeto é posicionado entre o ponto antiprincipal e o foco da lente, a imagem formada é real, invertida e maior que o objeto.

Exemplo: Projetores

D - Quando o objeto é posicionado sobre o foco da lente, não forma imagem, pois os raios refratados são paralelos e nunca se cruzam para formar uma imagem do objeto.

E - Quando o objeto é posicionado entre o foco e o centro óptico da lente, sua imagem é Virtual, direita e maior que o objeto.

Exemplo de equipamento: Lupas.

Imagem da lente divergente

As lentes divergentes são capazes de formar apenas um tipo de imagem, pois, qualquer que seja a posição de um corpo diante de uma lente divergente, sua imagem é virtual, direita e menor que o objeto.

Exemplo de utilização: Lentes desse tipo são utilizadas para a correção da miopia.

Lentes de contato

São dispositivos médicos colocados diretamente na superfície dos olhos para corrigir a visão. Elas podem corrigir problemas de visão à longa ou curta distância (miopia, hipermetropia e astigmatismo) e os problemas de visão para perto relacionados à idade (presbiopia).

O princípio das lentes de contato é o mesmo dos óculos. Elas desviam a luz e a redirecionam para sua retina para dar a você uma visão mais nítida.

Do que são feitas as lentes de contato? Hoje em dia, a maioria das pessoas usa lentes de contato gelatinosas, feitas, a princípio, de um material rico em umidade chamado hidrogel. Estas lentes permitem que o oxigênio atravesse sua superfície e chegue até seus olhos, mantendo-os saudáveis e com sensação de frescor. Existem diferentes tipos de lentes de contato disponíveis que se adequam a sua visão e estilo de vida. Seu oftalmologista pode ajudá-lo a escolher o tipo certo para você.

POR QUE VEMOS OS OBJETOS?

Imagem formada no olho humano

Quando olhamos na direção de algum objeto, a imagem atravessa a córnea e chega à íris, que regula a quantidade de luz recebida por meio de uma abertura chamada pupila. Quanto maior a pupila, mais luz entra no olho. Passada a pupila, a imagem chega ao cristalino, e é focada sobre a retina. A lente do olho produz uma imagem invertida, e o cérebro a converte para a posição correta. Na retina, mais de cem milhões de células fotorreceptoras transformam as ondas luminosas em impulsos eletroquímicos, que são decodificados pelo cérebro.

CÂMARA ESCURA

Foi a primeira grande descoberta da fotografia. É uma caixa composta por paredes opacas, que possui um orifício em um dos lados, e na parede paralela a este orifício, uma superfície fotossensível é colocada.

O funcionamento da câmara escura é de natureza física. O princípio da propagação retilínea da luz permite que os raios luminosos que atingem o objeto e passem pelo orifício da câmara sejam projetados no anteparo fotossensível na parede paralela ao orifício. Esta projeção produz uma imagem real invertida do objeto na superfície fotossensível. Quanto menor o orifício, mais nítida é a imagem formada, pois a incidência de raios luminosos vindos de outras direções é bem menor.

Máquina fotográfica

Inspirado no funcionamento do olho o homem criou a máquina fotográfica. Portanto, em nossos olhos a córnea funciona como a lente da câmera, permitindo a entrada de luz no olho e a formação da imagem na retina. No século XIV já se aconselhava o uso da Câmara Obscura como auxílio ao desenho e à pintura. Leonardo da Vinci (1452-1519) fez uma descrição da Câmara

CASO 1: RESOLVIDOS

01) Um raio de luz incide no ponto I um espelho plano e, após a reflexão, passa pelo ponto P. Determine o ângulo de incidência:

Resolução:

A linha tracejada corresponde ao raio de luz incidente.

h² = 2² + 2²

h² = 4 + 4

h² = 8

h = √8

h = 2√2 m

senθ = 2/2.√2 = 1/√2

senθ = (1/√2).( √2/√2)

senθ = (√2/2)

θ = arcsen(√2/2) = 45°

A reta normal é perpendicular ao espelho, logo: θ + β = 90°

45º + β = 90º

β = 90° - 45°

β = 45°

02) Um raio de luz incide sobre um espelho plano. De acordo com as condições dadas na figura, determine o valor do ângulo de incidência.

Resolução:

Os ângulos opostos pelo vértice formados entre retas concorrentes são iguais, logo, temos que:

Impondo a normal ao esquema, determinaremos o ângulo de incidência θ.

40 + θ = 90

θ = 90 – 40

θ = 50º

03) Um espelho plano desloca-se com velocidade de 10m/s em módulo. Considere que o espelho esteja se afastando de uma pessoa e ela esteja de frente para ele. Determine o módulo da velocidade da imagem da pessoa em relação ao solo e em relação ao espelho.

Resolução:

Quando o referencial é considerado o solo, temos que a velocidade de afastamento da imagem equivale ao dobro da velocidade do espelho.

Logo

vi = 2.ve = 2.10 = 20m/s

Considerando o próprio espelho como referencial, a velocidade da imagem é igual à velocidade do espelho. Logo vi = ve = 10m/s

04) Um raio de luz incide em um espelho plano. Gira-se o espelho de um ângulo α em torno de um eixo perpendicular ao espelho e perpendicular ao plano de incidência. O ângulo formado pelos raios refletidos antes e após a rotação é de 40°. Determine o valor do ângulo α.

Resolução:

Através de relações geométricas temos que: Δ = 2.α

40 = 2.α

α = 40/2

α = 20°

05) Dois espelhos são alinhados de forma que as direções normais de cada uma de suas superfícies formam um ângulo α entre si, como mostra a figura abaixo:

Assinale a alternativa correta relacionada à situação descrita:

(A) o número de imagens formadas não depende do ângulo α.

(B) o número de imagens formadas é diretamente proporcional ao ângulo α.

(D) o número de imagens formadas só depende do campo visual de cada espelho.

Resolução:

O número de imagens conjugadas por uma associação de espelhos planos pode ser calculada por meio da seguinte relação:

Observando a equação acima, é possível perceber que, quanto maior for o ângulo α, menor será o valor de N, isso é, menos imagens serão formadas. Portanto, é correto dizer que o número de imagens e o ângulo entre os espelhos são inversamente proporcionais.

Alternativa: C

06) Dois espelhos planos são alinhados de modo que o ângulo que se forma entre eles é de 90º. O número de imagens formadas pela associação desses espelhos é igual a:

(A) 4

(B) 3

(D) 5

(E) 7

Resolução:

Primeiramente, devemos usar a equação que calcula o número de imagens conjugadas pela reflexão dos espelhos associados:

Para o ângulo α = 90º, teremos o seguinte cálculo a ser resolvido:

Portanto, quando o ângulo de associação entre os espelhos é igual a 90º, são formadas 3 imagens.

Alternativa: B

07) (CEFET-CE) Observando as imagens formadas por dois espelhos planos de um objeto entre eles colocado, Syned, um curioso aluno, verifica que, para determinado ângulo, formam-se 5 imagens. Entretanto, fazendo variar o ângulo entre os espelhos, o número de imagens diminui. Pode-se concluir que:

(A) o ângulo era inicialmente de 60°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

(B) o ângulo era inicialmente de 30°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

(D) o ângulo era inicialmente de 72°, e o ângulo entre os espelhos estava diminuindo.

(E) o ângulo era inicialmente de 72°, e o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

Resolução:

Vamos calcular qual o ângulo em que os espelhos encontravam-se antes de o aluno girá-los:

O número de imagens era igual a 5, portanto teremos que:

No cálculo executado acima, multiplicamos os dois lados da equação por α para facilitar a resolução. Obtivemos um ângulo igual a 60º. Como o número de imagens formadas pelos espelhos passou a diminuir, conclui-se que o ângulo entre os espelhos estava aumentando.

Alternativa: A

08) Quando dois espelhos planos são associados com um ângulo igual a 30º, formam-se neles:

(A) 6 imagens

(B) 14 imagens

(D) 11 imagens

(E) não é possível calcular o número de imagens formadas.

Resolução:

De acordo com o ângulo formado entre os dois espelhos, podemos calcular, por meio da equação abaixo, o número de imagens formadas entre eles:

Com o ângulo α = 30º, teremos a seguinte resolução:

Assim, quando dois espelhos planos são associados com um ângulo igual a 30º, formam-se 11 imagens.

Alternativa: D

CASO 2: COM GABARITO

01) (ODONTO – DIAMANTINA) Um objeto vertical de 1,8m de altura é colocado a 2,0m de distância de um espelho plano vertical de 1,2m de altura, obtendo-se uma imagem de altura H. Se o objeto afastar-se do espelho, para uma nova distância igual a 6,0m do espelho, a imagem terá a altura H’. Para essa situação é correto afirmar que:

(A) H = H’ = 1,2m
(B) H = H’ = 1,8m
(C) H = 1,8m e H’ = 0,6m
(D) H = 1,2m e H’ = 0,4m
(E) não haverá formação de imagem do objeto com o espelho citado

02) (UFMG) Observe a figura:

Em um dia de céu claro, o Sol estava no horizonte (0°) à 6h da manhã. Às 12 horas, ele se encontrava no zênite (90°). A luz do Sol, refletida no espelhinho M, atingiu o ponto P às:

(A) 7h
(B) 8h
(C) 9h
(D) 10h
(E) 11h

03) (UF – ACRE) Sentado na cadeira da barbearia, um rapaz olha no espelho a imagem do barbeiro, em pé atrás dele. As dimensões relevantes são dadas na figura. A que distância (horizontal) dos olhos do rapaz fica a imagem do barbeiro?

(A) 0,50m
(B) 0,80m
(C) 1,3m
(D) 1,6m
(E) 2,1m

04) (UNIFOR) Sobre o vidro de um espelho plano coloca-se a ponta de um lápis e verifica-se que a distância entre a ponta do lápis e sua imagem é de 12mm. Em mm, a espessura do vidro do espelho é, então, de:

(A) 3,0
(B) 6,0
(C) 9,0
(D) 12
(E) 24

05) (UNAMA) Um objeto aproxima-se perpendicularmente de um espelho plano com velocidade constante. Num determinado instante, a distância que o separa do espelho é 20cm. Logo, podemos afirmar que, nesse instante, a distância entre o objeto e sua imagem é:

(A) 10cm
(B) 20cm
(C) 30cm
(D) 40cm
(E) 50cm

06) (PUC – SP) Você está em uma sala de forma quadrática de lado 3,0m e altura 2,2m, em frente a um espelho plano de 1,0m de comprimento e 2,2m de altura, fixo em uma das paredes, concêntrico à parede. Você pode deslocar-se sobre a mediatriz do comprimento do espelho e, por reflexão, visualizará:

(A) metade da parede, se estiver encostado na parede oposta;
(B) toda a parede oposta, estando no centro da sala;
(C) toda a parede oposta, independente da posição;
(D) metade da parede, estando no centro da sala;
(E) somente 1,0m do comprimento da parede, independentemente de sua posição.

07) (UFRRJ) Numa sala com uma parede espelhada, uma pessoa se afasta perpendicularmente dela, com velocidade escalar de 2,0m/s. A velocidade escalar com que a pessoa se afasta de sua imagem é de:

(A) 1,0m/s
(B) 2,0m/s
(C) 4,0m/s
(D) 6,0m/s
(E) 10m/s

08) (UNIP) Os dois espelhos planos perpendiculares E e F da figura abaixo conjugam do objeto A três imagens B, C e D.

Se os espelhos E e F se transladam com velocidade de módulo 3,0 cm/s e 4 cm/s, respectivamente, a imagem D se movimenta com velocidade de módulo igual a:

(A) 30 cm/s
(B) 20 cm/s
(C) 5,0 cm/s
(D) 7,0 cm/s
(E) 10 cm/s

09) (FESP) Uma partícula cai verticalmente sobre um espelho plano horizontal, que está com sua face polida voltada para cima. O módulo de aceleração da partícula em relação à sua imagem no espelho vale, aproximadamente:

(A) 30 m/s²(B) 20 m/s²(C) 10 m/s²(D) 5,0 m/s²(E) zero

GABARITO:

01B - 02C - 03E - 04B - 05D - 06B - 07C - 08E - 09B.

CASO 3: RESOLVIDOS

01) Um comerciante deseja instalar um espelho esférico que lhe forneça um grande campo visual de seu comércio a fim de monitorá-lo mais eficientemente. O tipo de espelho mais indicado para tal fim é:

(A) um espelho plano.

(B) um espelho esférico côncavo.

(D) um espelho parabólico.

Resolução:

Os espelhos esféricos convexos são conhecidos por produzir imagens direitas e reduzidas. Dessa forma, seu campo visual é maior, podendo mostrar mais detalhes em sua imagem. Portanto, o espelho esférico convexo é o mais indicado para tal aplicação.

Alternativa: C

02) Um estudante de Física dispõe-se de uma grande quantidade de espelhos esféricos distintos. Durante uma aula prática, o seu professor pediu para que ele construísse um dispositivo capaz de captar a luz do Sol a fim de aquecer uma pequena panela. Esse aluno deve escolher um espelho:

(A) convexo.

(B) côncavo.

(D) parabólico.

(E) plano.

Resolução:

O único espelho esférico da lista de opções capaz de concentrar os raios de luz em um ponto é o espelho côncavo. Como o Sol é uma fonte de luz muito distante, os seus raios de luz incidem na superfície do espelho quase paralelamente ao seu eixo de simetria, sendo assim, são refletidos na direção do seu foco, cruzando-se. A concentração de raios de luz nesse ponto é capaz de aquecer a panela graças à grande quantidade de energia que é transmitida por esses raios.

Alternativa: B

03) Motivado a enxergar mais carros que se aproximem da traseira do seu veículo, um motorista resolveu instalar um espelho esférico em um de seus retrovisores. Para sua surpresa, ele obteve somente imagens invertidas dos carros distantes. Qual foi o tipo de espelho escolhido pelo motorista e qual espelho seria a escolha correta?

(A) plano e esférico, respectivamente

(B) convexo e côncavo, respectivamente

(D) convexo e parabólico, respectivamente

Resolução:

O motorista instalou um espelho côncavo em seu retrovisor, uma vez que todos os objetos posicionados após a distância focal desse tipo de espelho formam imagens reais e invertidas. A escolha correta, por sua vez, seria um espelho convexo, capaz de formar imagens virtuais e reduzidas, com maior campo visual.

Alternativa: C

04) A dona de uma ótica resolveu comprar novos espelhos para que os seus clientes pudessem ver mais detalhes das armações vendidas na loja por meio de imagens ampliadas. O tipo de espelho escolhido pela empresária foi:

(A) plano.

(B) esférico.

(D) convexo.

Resolução:

Quando um objeto é colocado entre o foco e o vértice de um espelho côncavo, o espelho é capaz de conjugar uma imagem virtual, direita e ampliada desse objeto, portanto, essa é a única escolha possível para o fim descrito no enunciado do exercício.

Alternativa: C

CASO 4: COM GABRITO

01) (UFF) A figura mostra um objeto e sua imagem produzida por um espelho esférico.

Escolha a opção que identifica corretamente o tipo do espelho que produziu a imagem e a posição do objeto em relação a esse espelho.

(A) O espelho é convexo e o objeto está a uma distância maior que o raio do espelho.

(B) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o foco e o vértice do espelho.

(D) O espelho é côncavo e o objeto está posicionado entre o centro e o foco do espelho.

(E) O espelho é convexo e o objeto está posicionado a uma distância menor que o raio do espelho.

02) (UFPB) Com relação a uma experiência envolvendo espelhos curvos, em um determinado laboratório, considere as afirmativas abaixo:

I. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho convexo, é sempre virtual.

II. A imagem de um objeto, colocado na frente de um espelho côncavo, é sempre real.

III. A distância focal é sempre igual ao raio do espelho.

IV. A imagem de um objeto, projetada em um anteparo, é sempre real.

Estão corretas apenas:

(A) III e IV

(B) II e IV

(D) II e III

(E) I e II

03) (UDESC) Um lápis foi colocado a 30,0 cm diante de um espelho esférico convexo de distância focal igual a 50,0 cm, perpendicularmente ao eixo principal. O lápis possui 10,0 cm de comprimento. Com base nestas informações, pode-se afirmar que a posição e o tamanho da imagem do lápis são, respectivamente:

(A) 75,0 cm e -25,0 cm

(B) 18,75 mm e -6,25 mm

(D) 75,0 cm e 6,25 cm

(E) -18,75 cm e 6,25 cm

04) (Unespar) Considere um espelho esférico côncavo e um objeto colocado entre o foco F e o centro de curvatura C.

Considere as características de imagens nas afirmativas a seguir:

I. Imagem real e menor que o objeto.

II. Imagem virtual e maior que o objeto.

III. Imagem real e maior que o objeto.

IV. Imagem de cabeça para baixo.

V. Imagem sem estar de cabeça para baixo.

Assinale a alternativa correta com relação à imagem que será formada:

(A) As afirmativas I e IV estão corretas;

(B) As afirmativas II e V estão corretas;

(D) As afirmativas II e IV estão corretas;

(E) Todas as afirmativas estão corretas.

05 (Unespar) Considere um objeto de 12 cm colocado a 10 cm de um espelho esférico convexo. Sabendo que a imagem é virtual e possui 6 cm de altura, a distância da imagem até o vértice do espelho e o raio de curvatura deste espelho são, respectivamente:

(A) Di = - 20 cm; R = 120 cm;

(B) Di = - 2 cm; R = 20 cm;

(D) Di = - 20 cm; R = 20 cm;

(E) Di = - 5 cm; R = - 20 cm.

06) (Unespar) Considere o espelho esférico côncavo de raio de curvatura 20 cm. Considere ainda um objeto de 5 cm localizado a 15 cm do vértice. Com relação às características da imagem formada, julgue os itens a seguir:

(2) A imagem será formada a 30 cm do vértice do espelho.

(4) A imagem terá 2,5 cm.

(8) A imagem será virtual e direita.

(16) A imagem será real e invertida.

(32) A imagem será duas vezes maior que o objeto.

(64) A imagem será formada sobre o centro de curvatura.

Assinale a alternativa que apresenta o somatório das afirmativas corretas.

(A) 30;

(B) 80;

(D) 38;

(E) 48.

07) (UFABC-SP) A escultura mostrada na figura encontra-se exibida no pátio do Museu Metropolitano de Arte de Tóquio.

Trata-se de uma esfera metálica com um grande poder reflexivo, e nela vê-se a imagem de uma construção.

(Ivan Jerônimo)

Com relação a essa imagem, pode-se afirmar que é

(A) real e se forma na superfície da esfera.

(B) real e se forma atrás da superfície espelhada da esfera.

(D) virtual e se forma atrás da superfície espelhada da esfera.

(E) virtual e se forma na frente da superfície espelhada da esfera.

08) (UFPR-PR) Mãe e filha visitam a “Casa dos Espelhos” de um parque de diversões. Ambas se aproximam de um grande espelho esférico côncavo. O espelho está fixo no piso de tal forma que o ponto focal F e o centro de curvatura C do espelho ficam rigorosamente no nível do chão. A criança pára em pé entre o ponto focal do espelho e o vértice do mesmo. A mãe pergunta à filha como ela está se vendo e ela responde:

(A) “Estou me vendo maior e em pé.”

(B) “Não estou vendo imagem alguma.”

(D) “Estou me vendo do mesmo tamanho.”

(E) “Estou me vendo em pé e menor.”

09) (CESGRANRIO) Um objeto de altura O é colocado perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico côncavo. Estando o objeto no infinito, a imagem desse objeto será:

(A) real, localizada no foco;

(B) real e de mesmo tamanho do objeto

(D) virtual e de mesmo tamanho do objeto;

(E) virtual, menor do que o tamanho do objeto.

10) (PUC-SP) Em um farol de automóvel tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:

(A) côncavo e o filamento está no centro do espelho;

(B) côncavo e o filamento está no foco do espelho;

(D) convexo e o filamento está no foco do espelho;

(E) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro do espelho.

11) (UNIFESP-SP) Suponha que você é estagiário de uma estação de televisão e deve providenciar um espelho que amplie a imagem do rosto dos artistas para que eles próprios possam retocar a maquilagem.

O toucador limita a aproximação do rosto do artista ao espelho a, no máximo, 15 cm. Dos espelhos a seguir, o único indicado para essa finalidade seria um espelho esférico

(A) côncavo, de raio de curvatura 5,0 cm.

(B) convexo, de raio de curvatura 10 cm.

(D) convexo, de raio de curvatura 20 cm.

(E) côncavo, de raio de curvatura 40 cm.

12) (UNIFESP-SP) Considere as situações seguintes.

I. Você vê a imagem ampliada do seu rosto, conjugada por um espelho esférico.

II. Um motorista vê a imagem reduzida de um carro atrás do seu, conjugada pelo espelho retrovisor direito.

III. Uma aluna projeta, por meio de uma lente, a imagem do lustre do teto da sala de aula sobre o tampo da sua carteira.

A respeito dessas imagens, em relação aos dispositivos ópticos referidos, pode-se afirmar que

(A) as três são virtuais.

(B) I e II são virtuais; III é real.

(D) I é real; II e III são virtuais.

(E) as três são reais.

13) (MACKENZIE-SP) Um objeto real se encontra sobre o eixo principal de um espelho côncavo, de distância focal 10cm, e a 20cm do vértice do espelho. Sendo obedecidas as condições de Gauss, sua imagem é:

(A) real e direta.

(B) real e invertida.

(D) virtual e invertida.

(E) imprópria, localizada no infinito.

14) (ENEM-MEC) Os espelhos retrovisores, que deveriam auxiliar os motoristas na hora de estacionar ou mudar de pista, muitas vezes causam problemas. É que o espelho retrovisor do lado direito, em alguns modelos, distorce a imagem, dando a impressão de que o veículo está a uma distância maior do que a real.

Este tipo de espelho, chamado convexo, é utilizado com o objetivo de ampliar o campo visual do motorista, já que no Brasil se adota a direção do lado esquerdo e, assim, o espelho da direita fica muito mais distante dos olhos do condutor.

Disponível em: http://noticias.vrum.com.br. Acesso em: 3 nov. 2010 (adaptado).

Sabe-se que, em um espelho convexo, a imagem formada está mais próxima do espelho do que este do que este está do objeto, o que parece estar em conflito com a informação apresentada na reportagem. Essa aparente contradição é explicada pelo fato de

(A) a imagem projetada na retina do motorista ser menor do que o objeto.

(B) a velocidade do automóvel afetar a percepção da distância.

(D) o espelho convexo ser capaz de aumentar o campo visual do motorista.

(E) o motorista perceber a luz vinda do espelho com a parte lateral do olho.

15) (FGV-RJ) Na “sala dos espelhos” de um parque, Maria se diverte observando suas imagens em diferentes espelhos.

No primeiro, a imagem formada é invertida e aumentada; no segundo, invertida e reduzida e, no terceiro, direita e reduzida. O primeiro, o segundo e o terceiro espelhos são, respectivamente,

(A) convexo, convexo e côncavo.

(B) côncavo, convexo e convexo.

(D) côncavo, convexo e côncavo.

(E) côncavo, côncavo e convexo.

16) (ACAFE-SC) Acoplados nos espelhos de alguns carros são colocados espelhos esféricos convexos para o motorista observar os carros detrás.

A alternativa correta que mostra a vantagem de se usar um espelho desse tipo em relação a um espelho plano está no fato de que:

(A) o campo visual é maior.

(B) as imagens dos carros ficam maiores.

(D) as distâncias das imagens ao espelho são maiores do que as distâncias dos carros ao espelho.

17) (PUC) Em um farol de automóvel tem-se um refletor construído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:

(A) côncavo e o filamento está no centro do espelho

(B) côncavo e o filamento está no foco do espelho

(D) convexo e o filamento está no foco do espelho

(E) convexo e o filamento está no ponto médio entre foco e centro do espelho

18) (UFES) Um espelho côncavo tem 80cm de raio. Um objeto real é colocado a 30cm do espelho. A imagem produzida será:

(A) Virtual, direita e maior do que o objeto

(B) Virtual, direita e menor do que o objeto

(D) Real, inversa e maior do que o objeto

(E) Real, inversa e do mesmo tamanho que o objeto

19) (UFBA) Um motorista de táxi utiliza dois espelhos: Um interno plano. O outro lateral,convexo, com 2 m de distância focal. Pelo espelho plano, ele vê um motociclista que o segue à distância de 6 m do espelho. Pelo espelho convexo, o motorista do táxi vê a imagem do motorista a uma distância desse espelho igual a:

(A) 1,2m

(B) 1,5m

(E) 3,0m

(D) 4,0m

(E) 6,0m

GABARITO:

01D – 02C - 03E – 04C – 05E – 06C – 07D – 08A – 09A – 10B – 11E – 12B – 13B – 14C – 15E – 16A – 17B – 18A – 19B.

OLHO HUMANO & LENTES

Oi, este olhar tem zap? rsrs

COMPONENTES DO OLHO HUMANO

Cílios - São pelos localizados na borda da pálpebra e servem para proteger o olho de materiais em suspensão no ar, como a poeira.

Conjuntiva - Membrana transparente que reveste a parte anterior do olho e a superfície interior das pálpebras.

Córnea - É o tecido transparente que cobre a pupila, a abertura da íris. Junto com o cristalino, a córnea ajusta o foco da imagem no olho.

Coróide - Camada média do globo ocular. Constituída por uma rede de vasos sangüíneos, ela supre a retina de oxigênio e outros nutrientes.

Corpo Ciliar - Localizado atrás da íris o corpo ciliar é responsável pela formação do humor aquoso e pela acomodação, ou seja, mobilidade do cristalino.

Cristalino - Lente transparente e flexível, localizada atrás da pupila. Funciona como uma lente, cujo formato pode ser ajustado para focar objetos em diferentes distâncias, num mecanismo chamado acomodação.

Esclera - Camada externa do globo ocular – parte branca do olho. Semi-rígida, ela dá ao globo ocular seu formato e protege as camadas internas mais delicadas.

Fóvea Central - Porção de cada um dos olhos que permite perceber detalhes dos objetos observados. Localizada no centro da retina, é muito bem irrigada de sangue e possibilita, através das células cônicas, a percepção das cores.

Humor Aquoso - Líquido transparente que preenche o espaço entre a córnea e o cristalino, sua principal função é nutrir estas partes do olho e regular a pressão interna.

Humor Vítreo - Líquido que ocupa o espaço entre o cristalino e a retina

Íris - É um fino tecido muscular que tem, no centro, uma abertura circular ajustável chamada de pupila

Mácula Lútea - Ponto central da retina. É a região que distingue detalhes no meio do campo visual.

Músculos Ciliares - Ajustam a forma do cristalino. Com o envelhecimento eles perdem sua elasticidade, dificultando a focagem dos objetos próximos e provocando presbiopia.

Músculos Extrínsecos - Conjunto de seis músculos responsáveis pelo movimento dos olhos. Trabalham em sincronismo, entre si, propiciando a movimentação simultânea dos olhos. Caso ocorra alguma alteração neste sincronismo teremos a deficiência ocular chamada estrabismo.

Nervo Óptico - É a estrutura formada pelos prolongamentos das células nervosas que formam a retina. Transmite a imagem capturada pela retina para o cérebro.

Pálpebras - Consideradas anexos oculares, tem como função proteger o olho na sua parte mais anterior. Através da sua movimentação (piscar), espalha a lágrima produzida pelas glândulas lacrimais, umedecendo e nutrindo a córnea e retirando substâncias e stranhas que tenham alcançado o olho

Pupila - Controla a entrada de luz: dilata-se em ambiente com pouca claridade e estreita-se quando a iluminação é maior. Esses ajustes permitem que a pessoa enxergue bem à noite e evitam danos à retina quando a luz é mais forte.

Retina - Sua função é receber ondas de luz e convertê-las em impulsos nervosos, que são transformados em percepções visuais.

Texto: Conselho Brasileiro de Oftalmologia

Site: www.cbo.com.br

DEFEITOS DA VISÃO

Presbiopia (“vista cansada”) - A capacidade do cristalino de alterar seu poder de refração (acomodação) tende a diminuir com a idade, à medida que ele perde sua elasticidade.

Essa alteração caracteriza a presbiopia, que atinge a maioria das pessoas com mais de quarenta anos. A focalização de objetos próximos fica difícil e pode ser corrigida com o uso de lentes convergentes.

Hipermetropia

Problema decorrente do fato de o diâmetro do globo ocular ser pequeno demais ou de o sistema de lentes ter pouca refração. Em ambos os casos, os raios luminosos não são desviados o suficiente para que sejam focalizados sobre a retina (teoricamente, a imagem se formaria em um ponto depois da retina). Quando o objeto está longe, a pessoa ainda pode focalizá-lo usando seu poder de acomodação (aumentando a convergência do cristalino). Para objetos próximos é necessário um grande aumento de refração, acima da capacidade de acomodação do olho. Consequentemente, o hipermetrope enxerga mal de perto. A correção da visão é feita com lentes convergentes, que desviam os raios luminosos de maneira que eles se aproximem, isto é, convirjam.

Miopia

Em geral, é causada por um globo ocular muito alongado ou por grande poder de refração do sistema de lentes. Os raios luminosos são focalizados em um ponto antes da retina, onde, se houvesse um anteparo, seria formada uma imagem. Quando o objeto está perto, a acomodação ainda consegue resolver o problema, mas, à medida que a distância aumenta, o cristalino não pode diminuir mais a sua convergência, e o míope passa a ter dificuldade para enxergar de longe. A correção da visão é feita com lentes divergentes, que desviam os raios luminosos de maneira que eles se afastem uns dos outros, formando um feixe divergente.

Astigmatismo

É consequência de um formato irregular da córnea ou do cristalino, que desviam os raios luminosos de maneira diferente e a imagem fica fora de foco em algumas direções. A correção é feita com lentes cilíndricas que tenham curvaturas desiguais e compensem a curvatura desigual do olho.

Daltonismo - De origem genética, afeta os cones, e a pessoa não consegue distinguir certas cores. A mais comum é a dificuldade de distinguir o vermelho e o verde, provocada pela ausência dos cones responsáveis por essas cores.

Oservação: se você, daltônico, não consegue diferenciar um certo vermelho de um marrom, mas vê claramente a diferença entre um triângulo e dois triângulos com um risco ao ...

Estrabismo - Processo também chamado de vesguice, no qual uma alteração da musculatura do olho afeta a visão binocular normal e a noção de tridimensionalidade. Pode ser corrigido com o uso de óculos ou por cirurgia.

DOENÇAS DA VISÃO

Glaucoma - Problema em que o humor aquoso se acumula, o que provoca aumento da pressão intra-ocular, que pode lesionar o nervo óptico. Por isso, se a doença não for diagnosticada (a medida da pressão intra-ocular feita pelo oftalmologista é usada para identificar indícios de glaucoma) e tratada a tempo (com medicamentos ou cirurgia), poderá provocar cegueira irreversível (por destruição do nervo óptico).

Catarata - Doença em que o cristalino perde parte da transparência, o que dificulta a visão. É mais comum após os cinquenta anos. Pode ser corrigida por meio de cirurgia, na qual se retira o núcleo do cristalino e se coloca em seu lugar uma lente artificial.

Conjuntivite - Trata-se de uma inflamação da conjuntiva, causada por bactérias, vírus, etc. Os olhos costumam ficar avermelhados, e a pessoa pode apresentar uma sensação incômoda, como se tivesse “areia” nos olhos. É importante procurar o médico e não usar colírios ou outros medicamentos por conta própria, uma vez que eles podem provocar efeitos indesejados e até outras doenças.

CASO 1: RESOLVIDOS

01) (UFRR) “Podemos definir o defeito visual hipermetropia como sendo um defeito oposto ao defeito visual miopia (não permite visão nítida de um objeto distante). A hipermetropia caracteriza-se por um achatamento do olho na direção do eixo anteroposterior ou por uma convergência diminuída em relação ao olho normal. No caso da hipermetropia, a imagem é formada depois da retina e isso provoca falta de nitidez na formação de imagens próximas.

Para que uma pessoa hipermétrope consiga enxergar com nitidez os objetos que estão próximos a ela, é necessário aumentar a convergência de seu olho.

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/hipermetropia.htm
em 18/07/2016

Uma pessoa que possui hipermetropia pode utilizar lentes para corrigir esse defeito visual. Nesse caso, pode-se utilizar

(A) lentes biconvexas;

(B) lentes planas e paralelas;

(D) lentes bicôncavas;

(E) lentes plano-côncavas.

Resolução:

A correção da hipermetropia é feita a partir do uso de lentes esféricas convergentes, que possuem a capacidade de focalizar a luz em um ponto único. As lentes biconvexas são convergentes e, por isso, podem ser utilizadas na correção desse defeito de visão.

Alternativa: A

02) (IF-GO) Um olho, em condições normais de funcionamento, consegue conjugar de um objeto real uma imagem nítida, real, invertida e menor que o objeto sobre a retina. A Figura 01 mostra a imagem de uma pessoa e as respectivas lentes que serão utilizadas para a confecção de óculos para corrigir suas ametropias. Na Figura 02, a imagem I é obtida com a utilização correta das lentes de correção, a imagem II e a imagem III representam reproduções das visões dos olhos sem a utilização das lentes.

Disponível em:< http://www.cemahospital.com.br/ametropia-
miopiahipermetropia-astigmatismo/>. Acesso em: 25 out. 2015.

Entre as afirmativas abaixo, marque a que representa a relação correta.

(A) O olho esquerdo sofre de hipermetropia, e o olho direito, de miopia. A reprodução da visão desses olhos sem correção é respectivamente as imagens II e III.

(B) O olho esquerdo sofre de miopia, e o olho direito, de hipermetropia. A reprodução da visão desses olhos sem correção é respectivamente as imagens II e III.

(C) A imagem III é a reprodução da visão de uma pessoa hipermétrope sem correção, e a lente que deve ser utilizada para sua devida correção é a disposta no olho direito.

(D) A lente utilizada para a correção visual do olho esquerdo da pessoa é divergente, e a imagem vista por ele sem a lente de correção é a II.

(E) O olho direito da pessoa sofre de miopia, e a imagem vista por ele sem a lente de correção é a II.

Resolução:

A lente utilizada no olho direito gera uma imagem direita e menor do olho, o que caracteriza a imagem como virtual e a lente como divergente. Lentes divergentes são utilizadas para a correção da miopia. A representação da visão do míope está na imagem II.

A lente utilizada no olho esquerdo gera uma imagem direita e maior que o objeto, o que caracteriza a imagem como virtual e a lente como convergente. Lentes convergentes são utilizadas para a correção da hipermetropia. A representação da visão hipermétrope está na figura 2, imagem III.

Alternativa: E

03) Pedro é o filho mais novo de Renata. O garoto reclama a alguns dias de que não consegue enxergar o que sua professora escreve no quadro-negro, mesmo que ele se sente na primeira carteira. Ao levar seu filho ao oftalmologista, Renata teve a notícia de que o garoto tinha dificuldade de enxergar de perto. Assinale a alternativa que contém o nome do problema de visão e o tipo de lente que vai ajudar Pedro.

(A) Hipermetropia, lente esférica

(B Presbiopia, lente convergente

(D) Hipermetropia, lente convergente

(E) Estrabismo, lente cilíndrica

Resolução:

A dificuldade de enxergar de perto é uma característica da hipermetropia, tipo de problema de visão que é corrigido com lentes esféricas convergentes.

Alternativa: D

04) Ao receber a receita de um óculos, um paciente leu a seguinte informação:

OD: - 1,0 di

OE: + 1,5 di

Marque a alternativa correta a respeito das informações dadas na receita.

(A) No olho direito (OD), o paciente tem hipermetropia, por isso, deve utilizar lentes cilíndricas.

(B) No olho esquerdo (OE), o paciente tem hipermetropia, por isso, deve utilizar uma lente convergente.

(D) O símbolo “di” significa dioptria e determina o tamanho do foco da lente.

(E) No olho esquerdo (OE), o paciente tem presbiopia, por isso, deve utilizar uma lente esférica.

Resolução:

A vergência (V) é definida pelo inverso do foco e é a característica das lentes esféricas que determina seu poder de desviar a luz incidente. O foco das lentes convergentes é positivo, por isso, sempre resulta em um valor de vergência positivo. O foco das lentes divergentes, por sua vez, é negativo e sempre resulta em um valor de vergência negativo. A dioptria (di) é a unidade de medida da vergência de uma lente.

No olho direito (OD), portanto, o paciente deve utilizar uma lente esférica divergente (V < 0), o que indica que esse olho possui miopia. No olho esquerdo (OE), o paciente deve utilizar uma lente esférica convergente (V > 0), o que indica que esse olho possui hipermetropia.

Alternativa: B

05) (UFG-GO) Ao realizar exames oftalmológicos em um ambiente pouco iluminado, os jovens J1 e J2 descobriram que o diâmetro do corpo vítreo de seus olhos é de 18 mm. Nesse exame, descobriu-se que, para J1, as imagens dos objetos são formadas 13 mm após o cristalino, enquanto que, para J2, o diagnóstico atestou que ele não visualiza nitidamente objetos a 25 cm do olho. Conforme o exposto, quais são, respectivamente, os tipos de lentes corretivas que J1 e J2 devem utilizar e quais células responderam mais eficientemente ao estímulo luminoso?

(A) Divergente e convergente, e bastonetes na córnea.

(B) Divergente e divergente, e bastonetes na retina.

(D) Divergente e divergente, e cones na retina.

(E) Divergente e convergente, e bastonetes na retina.

Resolução:

O jovem J1 possui miopia, pois as imagens estão sendo formadas antes da retina, e a correção para esse problema de visão deve ser feita com lentes divergentes. O jovem J2 possui hipermetropia, pois ele não consegue enxergar objetos próximos ao olho. A correção, nesse caso, é feita com lentes convergentes. As células que correspondem aos estímulos luminosos são os bastonetes na retina.

Alternativa: E

06) (UCB-DF) Certo paciente recebe uma receita do oftalmologista para correção visual determinando uma lente de –4,00 dioptrias para ambos os olhos. Essa situação hipotética indica que as lentes apresentadas são:

(A) divergentes, com distância focal de –0,25 m e, provavelmente, o paciente é míope.

(B) convergentes, com distância focal de 0,40 m e, provavelmente, o paciente é hipermetrope.

(D) convergentes, com distância focal de 0,75 m e, provavelmente, o paciente é hipermetrope.

(E) divergentes, com distância focal de –0,40 m e, provavelmente, o paciente é míope.

Resolução:

Ao observar o valor negativo da vergência da lente (- 4,0 dioptrias), deve-se entender que se trata de uma lente divergente, pois esse tipo possui foco negativo. O problema de visão que é corrigido com uso dessas lentes é a miopia, logo, existe a possibilidade do paciente ser míope.

A vergência (V) é o inverso do foco (F), e o foco é o inverso da vergência, assim, temos:

F = V – 1 = 4 – 1 = ¼ = 0,25 m

O sinal negativo refere-se ao fato de a lente ser divergente.

Alternativa: A

07) Um paciente, ao receber a receita de seus óculos, viu as seguintes informações:

OD : 2,5 di

OE: - 2,0 di

O problema de visão que provavelmente esse paciente possui em cada olho é:

(A) Miopia no olho direito (OD) e astigmatismo no olho esquerdo (OE).

(B) Estrabismo no olho direito (OD) e astigmatismo no olho esquerdo (OE).

(D) Hipermetropia no olho direito (OD) e miopia no olho esquerdo (OE).

(E) Hipermetropia no olho direito (OD) e astigmatismo no olho esquerdo (OE).

Resolução:

Os números indicados na receita correspondem à vergência das lentes do óculos. A vergência positiva indica que a lente é do tipo convergente, utilizada para corrigir a hipermetropia. A vergência negativa indica que a lente é do tipo divergente, a qual é utilizada para corrigir a miopia.

Alternativa: D

08) Marque a alternativa correta a respeito dos problemas de visão.

(A) A miopia caracteriza-se pela dificuldade em enxergar de perto, e é corrigida por meio do uso de lentes convergentes.

(B) A hipermetropia caracteriza-se pela dificuldade em enxergar de perto, e é corrigida pelo uso de lentes divergentes.

(D) O astigmatismo pode ser corrigido com o uso de lentes prismáticas.

(E) A miopia caracteriza-se pela dificuldade em enxergar de longe, e é corrigida por meio do uso de lentes divergentes.

Resolução:

A) Errado - A miopia caracteriza-se pela dificuldade em enxergar de longe, e é corrigida por meio do uso de lentes divergentes.
B) Errado - A hipermetropia caracteriza-se pela dificuldade em enxergar de perto, e é corrigida pelo uso de lentes convergentes.
C) Errado - A opacidade do cristalino é causada pela catarata. O glaucoma provoca danos ao nervo óptico.
D) Errado - A correção do astigmatismo é feita com o uso de lentes cilíndricas.
E) Correto.

Alternativa: E

CASO 2: COM GABARITO

01) (PUC-MG) Uma pessoa não consegue ver os objetos, pois a imagem está sendo formada entre o cristalino e a retina. Para ver a imagem nitidamente, essa pessoa deverá usar óculos:

(A) com lentes divergentes.

(B) com lentes convergentes.

(D) com duas lentes convergentes.

02) (UNIFESP-SP) Uma das lentes dos óculos de uma pessoa tem convergência +2,0 di. Sabendo que a distância mínima de visão distinta de um olho normal é 0,25 m, pode-se supor que o defeito de visão de um dos olhos dessa pessoa é

(Aa) hipermetropia, e a distância mínima de visão distinta desse olho é 40 cm.

(B) miopia, e a distância máxima de visão distinta desse olho é 20 cm.

(D) miopia, e a distância máxima de visão distinta desse olho é 10 cm.

(E) hipermetropia, e a distância mínima de visão distinta desse olho é 80 cm.

03) (PUC-MG) Na formação das imagens na retina da visão humana, tendo em vista uma pessoa com boa saúde visual, o cristalino funciona como uma lente:

(A) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas.

(B) convergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.

(D) divergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.

(E) divergente, formando imagens reais, invertidas e de mesmo tamanho.

04) (UFPEL-RS) O olho humano é um sofisticado sistema óptico que pode sofrer pequenas variações na sua estrutura, ocasionando os defeitos da visão.

Com base em seus conhecimentos, analise as afirmativas a seguir.

I. No olho míope, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da visão é corrigido usando uma lente divergente.

II. No olho com hipermetropia, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da visão é corrigido usando uma lente convergente.

III. No olho com astigmatismo, que consiste na perda da focalização em determinadas direções, a sua correção é feita com lentes cilíndricas.

IV. No olho com presbiopia, ocorre uma dificuldade de acomodação do cristalino, e esse defeito da visão é corrigido mediante o uso de uma lente divergente.

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

(A) I e II

(B III

(D) II e III

(E) I e IV

05) (UFSCAR-SP) Pesquisas recentes mostraram que o cristalino humano cresce durante a vida, aumentando seu diâmetro cerca de 0,02 mm por ano. Isso acarreta, na fase de envelhecimento, um defeito de visão chamado presbiopia, que pode ser corrigido de forma semelhante

(A) à miopia, com uso de lentes divergentes.

(B) à miopia, com uso de lentes convergentes.

(D) à hipermetropia, com uso de lentes convergentes.

(E) ao astigmatismo, com uso de lentes convergentes ou divergentes.

06) (UFES) Texto de Guimarães Rosa – “Campo geral” (Corpo de baile, 1956):

O doutor era homem muito bom, levava o Miguilim, lá ele comprava uns óculos pequenos, entrava para a escola, depois aprendia ofício.

– “Você mesmo quer ir?”

Miguilim não sabia. Fazia peso para não soluçar. Sua alma, até ao fundo, se esfriava.

De acordo com o Texto, pode-se inferir que Miguilim necessita de óculos para corrigir uma deficiência visual (ametropia). Entre as ametropias estão a miopia e a hipermetropia. Sobre essas ametropias, julgue como verdadeiro (V) ou como falso (F) o que se afirma a seguir.

I – A miopia é um defeito da visão que não permite visão nítida de um objeto distante, pois, estando os músculos ciliares relaxados, o foco imagem do olho está antes da retina, portanto, formando a imagem de um objeto distante antes da retina. ( )

II – A lente corretora da miopia deve ser divergente e um míope não precisa usar lentes para perto. ( )

III – A lente corretora da hipermetropia deve ser convergente. ( )

A seqüência CORRETA, de cima para baixo, é

(A) F,F,F

(B) F, F, V

(D) V, V,F

(E) V, V, V

07) (Ufsm) O juiz de futebol tem ____________ e necessita de lentes de correção ____________, porque os raios luminosos convergem para um ponto ___________ da retina.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.

(A) miopia – divergentes – antes

(B) miopia – divergentes – depois

(D) miopia – convergentes – depois

(E) hipermetropia – convergentes – antes

08) (UEPG-PR) Sobre o olho humano e suas anomalias, assinale o que for correto.

01) Para um olho normal, a imagem de um objeto situado no infinito se forma sobre a retina.

02) Acomodação é o ajustamento da distância focal do cristalino por ação dos músculos ciliares.

04) O cristalino funciona como uma lente convergente e forma uma imagem real, invertida e diminuída sobre a retina.

08) Se a superfície do globo ocular não apresentar absoluta simetria, em relação ao eixo óptico, ele apresenta um defeito conhecido como astigmatismo.

09) (FUVEST-SP) O olho é o senhor da astronomia, autor da cosmografia, conselheiro e corretor de todas as artes humanas (…). É o príncipe das matemáticas; suas disciplinas são intimamente certas; determinou as altitudes e dimensões das estrelas; descobriu os elementos e seus níveis; permitiu o anúncio de acontecimentos futuros, graças ao curso dos astros; engendrou a arquitetura, a perspectiva, a divina pintura (…). O engenho humano lhe deve a descoberta do fogo, que oferece ao olhar o que as trevas haviam roubado.

Leonardo da Vinci, Tratado da pintura.

Considere as afirmações abaixo:

I. O excerto de Leonardo da Vinci é um exemplo do humanismo renascentista que valoriza o racionalismo como instrumento de investigação dos fenômenos naturais e a aplicação da perspectiva em suas representações pictóricas.

II. Num olho humano com visão perfeita, o cristalino focaliza exatamente sobre a retina um feixe de luz vindo de um objeto. Quando o cristalino está em sua forma mais alongada, é possível focalizar o feixe de luz vindo de um objeto distante. Quando o cristalino encontra-se em sua forma mais arredondada, é possível a focalização de objetos cada vez mais próximos do olho, até uma distância mínima.

III. Um dos problemas de visão humana é a miopia. No olho míope, a imagem de um objeto distante forma-se depois da retina. Para corrigir tal defeito, utiliza-se uma lente divergente.

Está correto o que se afirma em

(A) I, apenas.

(B) I e II, apenas.

(D) II e III, apenas.

(E) I, II e III.

10) (UEPA-PA) O mecanismo de formação da imagem em um olho humano pode ser explicado, de maneira simplificada, pelo dispositivo representado na figura abaixo, denominado câmara escura de orifício.

Na figura, um objeto de altura h, situado a uma distância d da câmara, forma uma imagem de altura h’ no fundo móvel da câmara. A distância d’, que representa a posição da imagem, é também chamada de comprimento da câmara. No orifício p foi colocada uma pequena lente convergente.

A partir dessas informações, afirma-se que:

I. A distância focal de uma lente situada em p que projeta uma imagem no fundo de uma câmara de comprimento d’ igual a 20 cm, para um objeto situado a 60 cm da câmara, vale 20 cm.

II. A colocação da lente convergente no orifício p irá tornar a imagem mais nítida e brilhante, em virtude da maior convergência dos raios luminosos no interior da câmara.

III. Na comparação com o olho humano, a lente colocada em p faz o papel do cristalino, enquanto que o local onde se forma a imagem se comporta como a retina.

IV. Retirando-se a lente de p, a razão entre os ângulos α e β mostrados na figura depende da altura h do objeto e da altura h’ da imagem, mas não depende das distâncias d e d’.

De acordo com as afirmativas acima, a alternativa correta é:

(A) I e II

(B) I e III

(D) II e IV

(E) III e IV

GABARITO:

01A – 02C – 03A – 04D – 05D – 06E – 07B – 08A – 09[01 + 02 + 04 + 08 = 15] – 10B.

CASO 3: RESOLVIDO

01) (PUC-MG) Na formação das imagens na retina da visão humana, tendo em vista uma pessoa com boa saúde visual, o cristalino funciona como uma lente:

(A) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas.

(B) convergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.

(D) divergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.

(E) divergente, formando imagens reais, invertidas e de mesmo tamanho.

Resolução:

A imagem formada pelo cristalino sobre a retina é real, invertida (de cabeça para baixo) e menor que o objeto. Essa imagem é “recebida”, invertida e ampliada pelo cérebro para que possamos perceber perfeitamente o mundo ao nosso redor.

Alternativa:

02) Calcule o aumento linear transversal de uma lente que forma uma imagem de 40 cm de um objeto que possui 10 cm de altura.

Resolução:

Dados:

o = 10 cm

i = 40 cm

Utilizamos a seguinte equação:

A = i

Substituindo os dados, temos:

A = 40 / 10

A = 4

Isso significa que a imagem é quatro vezes maior que o objeto.

03) Sobre as lentes esféricas, é correto afirmar que:

(A) As imagens formadas por uma lente convergente têm sempre as mesmas características, independentemente da sua posição.

(B) As imagens formadas por uma lente divergente são sempre reais, invertidas e menores que o objeto;

(D) As características da imagem de um objeto produzida por uma lente divergente dependem da posição desse objeto em relação à lente;

(E) As características da imagem formada por uma lente convergente dependem da posição em que o objeto localiza-se em relação a ela.

Resolução:

A imagem formada por uma lente convergente possui suas características definidas pela posição do objeto.

Já a imagem de uma lente divergente preserva suas características e é sempre virtual, direita e menor que o objeto.

Alternativa: E

04) (PUC-SP) Uma lente de vidro cujos bordos são mais espessos que a parte central:

(A) deve ser divergente

(B) deve ser convergente

(D) mergulhada num líquido, torna-se divergente

(E) nunca é divergente

Resolução:

As lentes de vidro com bordas espessas são sempre divergentes no ar, pois o índice de refração do vidro é maior que o índice de refração do ar.

Alternativa: C

05) (UFRS) A figura representa uma lente esférica delgada de distância focal f. Um objeto real é colocado à esquerda da lente, em uma posição tal que sua imagem real se forma à direita dela.

Para que o tamanho dessa imagem seja igual ao tamanho do objeto, este deve ser colocado:

(A) à esquerda de G.

(B) em G.

(D) em F.

(E) entre F e a lente.

Resolução:

De acordo com a equação do aumento, para que objeto e imagem possuam mesmo tamanho, é necessário que suas distâncias em relação ao centro óptico da lente sejam as mesmas, logo, P = P'. Sendo assim, ao aplicar a equação de Gauss e chamando P e P' de x, teremos:

O objeto deve estar sobre o centro de curvatura da lente, pois esse é o ponto que corresponde ao dobro do foco, representado na figura por G.

Alternativa: B

06) A figura abaixo mostra um objeto posicionado diante de uma lente esférica convergente e de distância focal igual a 10 cm. Determine a posição e o tipo da imagem formada do objeto.

(A) 2 cm, real

(B) 3 cm, real

(D) 4 cm, virtual

(E) 10 cm, virtual.

Resolução:

Dados:

Foco: F = 10 cm

Posição do objeto: P = 5 cm

Aplicando a equação de Gauss, temos:

Como P' é negativo, a imagem é virtual e está a 10 cm da lente.

Alternativa: E

07) (UFRJ) É sabido que lentes descartáveis ou lentes usadas nos óculos tradicionais servem para corrigir dificuldades na formação de imagens no globo ocular e que desviam a trajetória inicial do feixe de luz incidente na direção da retina. Sendo assim, o fenômeno físico que está envolvido quando a luz atravessa as lentes é a:

(A) reflexão especular.

(B) difração luminosa.

(D) difusão.

(E) refração luminosa.

Resolução:

Ao tocar a lente, a luz sofre duas mudanças de meio consecutivas (ar – lente e lente – ar), o que caracteriza o fenômeno da refração luminosa.

Alternativa: E

08) A miopia, hipermetropia e o astigmatismo são os problemas de visão que mais atingem a população em geral. A correção desses problemas é feita com lentes que possuem uma dioptria (grau) própria para cada indivíduo de acordo com a gravidade de seu problema. Assinale a opção que indica o tipo de lente necessária para a correção da miopia, astigmatismo e hipermetropia, respectivamente.

(A) Divergente, divergente, convergente

(B) Convergente, cilíndrica e divergente

(D) Divergente, cilíndrica e convergente

E) Cilíndrica, divergente e biconvexa

Resolução:

A miopia é caracterizada por um alto poder de conversão da luz pelo cristalino (lente natural do olho), portanto, a correção deve ser feita com lente divergente. Já a hipermetropia é o defeito do pouco poder de conversão da luz pelo cristalino, sendo assim, deve-se utilizar uma lente convergente para a correção. O astigmatismo é corrigido com uma lente especial do tipo cilíndrica.

Alternativa: D

09) A distância focal de uma lente convergente é 15 cm. Caracterize as imagens formadas como real ou virtual, direita ou invertida, menor ou maior para um objeto colocado nas seguintes posições em relação a essa lente:

a) objeto localizado a 40 cm da lente;

b) objeto localizado a 25 cm da lente;

c) objeto localizado a 10 cm da lente.

Resolução:

a) quando o objeto localiza-se a 40 cm da lente, significa que ele está a uma distância maior que o dobro de sua distância focal (maior que 2f). Nesse caso, a imagem é real, invertida e menor que o objeto.
b) quando a distância entre o objeto e a lente é maior que a distância focal da lente e menor que o dobro dessa distância focal, a imagem formada permanece real e invertida, porém é maior que o objeto.
c) sendo a distância entre o objeto e a lente menor que a distância focal, a imagem formada é virtual, direita e maior que o objeto.

10) (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma lente, feita de material cujo índice de refração absoluto é 1,5, é convergente no ar. Quando mergulhada num líquido transparente, cujo índice de refração absoluto é 1,7, ela:

(A) será convergente;

(B) será divergente;

(D) se comportará como uma lâmina de faces paralelas;

(E) não produzirá nenhum efeito sobre os raios luminosos.

Resolução:

Quando uma lente convergente está em um meio com índice de refração maior do que o seu, ela torna-se uma lente divergente.

Alternativa: B

11) (UFSM - RS) Um objeto está sobre o eixo óptico e a uma distância p de uma lente convergente de distância f. Sendo p maior que f e menor que 2f, pode-se afirmar que a imagem será:

(A) virtual e maior que o objeto;

(B) virtual e menor que o objeto;

(D) real e menor que o objeto;

(E) real e igual ao objeto.

Resolução:

Os objetos colocados entre f e 2f de uma lente convergente formam uma imagem real, invertida e maior que o objeto.

Alternativa: C

12) Sobre a imagem de um objeto formada por uma lente divergente, é correto afirmar que:

(A) será sempre virtual, direita e menor que o objeto;

(B) dependerá da distância do objeto;

(D) será sempre uma imagem real, mas pode ser direita ou invertida, maior ou menor que o objeto, dependendo de sua posição;

Resolução:

As imagens formadas por uma lente divergente terão sempre as mesmas características e serão sempre virtuais, direitas e menores do que o objeto, independentemente da posição ocupada por ele.

Alternativa: A

CASO 4: COM GABARITO

01) O olho humano pode ser entendido como um sistema óptico composto basicamente por duas lentes – córnea (A) e cristalino (B) .

Ambas devem ser transparentes e possuir superfícies lisas e regulares para permitirem a formação de imagens nítidas. Podemos classificar as lentes naturais de nossos olhos, A e B, respectivamente, como sendo:

(A) convergente e convergente.

(B) convergente e divergente.

(D) divergente e convergente.

(E) divergente e plana.

02) Uma lente convergente de distância focal d é colocada entre um objeto e uma parede. Para que a imagem do objeto seja projetada na parede com uma ampliação de 20 vezes, a distância entre a lente e a parede deve ser igual a:

(A) 20/d

(B) 20d

(D) 21d

(E) 21/d

03) (UFF) Uma lente convergente de pequena distância focal pode ser usada como lupa, ou lente de aumento, auxiliando, por exemplo, pessoas com deficiências visuais a lerem textos impressos em caracteres pequenos. Supondo que o objeto esteja à esquerda da lente, é correto afirmar que, para produzir uma imagem maior que o objeto, este deve ser:

(A) colocado sobre o foco e a imagem será real;

(B) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será real;

(D) posicionado num ponto à esquerda do foco, mas próximo deste, e a imagem será virtual;

(E) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será virtual.

04) (UFRGS 2017) Na figura abaixo, O representa um objeto real e I sua imagem virtual formada por uma lente esférica.

Assinale a alternativa que preenche as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

Com base nessa figura, é correto afirmar que a lente é ........ e está posicionada ........ .

(A) convergente – à direita de I

(B) convergente – entre O e I

(D) divergente – entre O e I

(E) divergente – à esquerda de O

05) (UNIFESP-SP) Uma lente convergente tem uma distância focal f = 20,0 cm quando o meio ambiente onde ela é utilizada é o ar. Ao colocarmos um objeto a uma distância p = 40,0 cm da lente, uma imagem real e de mesmo tamanho que o objeto é formada a uma distância p’ = 40,0 cm da lente. Quando essa lente passa a ser utilizada na água, sua distância focal é modificada e passa a ser 65,0 cm. Se mantivermos o mesmo objeto à mesma distância da lente, agora no meio aquoso, é correto afirmar que a imagem será

(A) virtual, direita e maior.

(B) virtual, invertida e maior.

(D) real, invertida e menor.

(E) real, direita e menor.

06) (PUC-SP) Um espelho côncavo de distância focal 30cm e uma lente convergente de distância focal 12cm são dispostos coaxialmente, separados por uma distância de 75cm. Um objeto AB é colocado entre o espelho e a lente e a 15cm da lente, como mostra a figura.

Admitindo que o espelho e a lente estão sendo usados dentro das condições de Gauss, a imagem obtida por reflexão no espelho e refração na lente, é

(A) real, direita e a 60cm da lente.

(B) virtual, direita e a 60cm da lente.

(D) real, direita e a 30cm da lente.

(E) real, invertida e a 15cm da lente.

07) (UFPR-PR) Um estudante usando uma lupa sob a luz do sol consegue queimar uma folha de papel devido à concentração dos raios do sol em uma pequena região. Ele verificou que a maior concentração dos raios solares ocorria quando a distância entre o papel e a lente era de 20 cm.

Com a mesma lupa, ele observou letras em seu relógio e constatou que uma imagem nítida delas era obtida quando a lente e o relógio estavam separados por uma distância de 10 cm. A partir dessas informações, considere as seguintes afirmativas:

A distância focal da lente vale f = 20 cm.
A imagem das letras formada pela lente é invertida e virtual.
A lente produz uma imagem cujo tamanho é duas vezes maior que o tamanho das letras impressas no relógio.

Assinale a alternativa correta.

(A) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.

(B) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.

(D) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.

(E) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

08) (UEPG-PR) Lente é qualquer meio transparente e isotrópico limitado por dois dioptros esféricos ou cilindricos, podendo um deles ser plano. A luz ao atravessar uma lente esférica pode sofrer refração.

Sobre lentes esféricas, assinale o que for correto.

01) Quando o índice de refração do material que constitui a lente é maior que o índice de refração do meio envolvente, todas as lentes esféricas delgadas são convergentes.

02) Um sistema de lentes esféricas delgadas justapostas se comporta como se fosse uma única lente, cuja convergência é igual à soma algébrica das convergências das lentes componentes do sistema.

04) Lentes divergentes têm convergência negativa.

08) Lentes esféricas podem gerar imagens reais ou virtuais de um objeto.

16) Um raio luminoso que passa pelo centro ótico de uma lente esférica delgada não sofre nem desvio angular nem desvio linear.

09) (UFSC-SC) Pedrinho, em uma aula de Física, apresenta um trabalho sobre ótica para o seu professor e colegas de classe. Para tal, ele montou um aparato, conforme a figura abaixo.

Baseado nos princípios da ótica e no aparato da figura, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

I é uma fonte de luz primária do tipo incandescente; II é uma lente côncavo-convexa que, quando colocada em um meio adequado, pode se tornar divergente; III é um prisma de reflexão total; IV é um espelho plano e V é um espelho côncavo.
I está no foco da lente II; III é um prisma cujo índice de refração é maior que 1,0; em IV ocorre a reflexão especular e em V os raios incidentes são paralelos ao eixo principal do espelho côncavo.
Para que ocorra a reflexão total em III, o índice de refração do prisma deve ser maior que o do meio em que está imerso e a luz deve ir do meio mais refringente para o menos refringente.
As leis da reflexão são aplicadas somente em III e IV. 16. As leis da refração são aplicadas somente em II e III.
No aparato em questão, podemos afirmar que tanto a frequência como a velocidade da luz variam de acordo com o índice de refração do meio no qual o raio está se propagando.
Ao afastar o espelho V da fonte de luz, na direção horizontal, a imagem conjugada por ele será real, invertida e menor.

10) (FGV-SP) Um estudante usou uma lupa para pesquisar a formação de imagens de objetos reais. Ele conseguiu obter um ponto luminoso a partir de um feixe de raios paralelos incidentes na lupa, colocando a lupa a 20 cm dele e paralelamente a ele.

A seguir, aproximando a lupa a 15 cm de seu celular, obteve uma imagem do celular

(A) real, invertida e ampliada.

(B) real, invertida e reduzida.

(D) virtual, direita e reduzida.

(E) virtual, invertida e ampliada.

GABARITO:

01A – 02D – 03C – 04C – 05A – 06A – 07D – 08[02 + 04 + 08 + 16 = 30] – 09[01 + 04 + 16 = 21] - 10B.

PESQUISA

O que é Discromatopsia? Qual o seu nome popular? Como funciona a visão de alguém que tem esse distúrbio?

O que é daltonismo?

O daltonismo é a incapacidade ou diminuição da capacidade de ver a cor ou perceber as diferenças de cor em condições normais de iluminação. O daltónico é o indivíduo que padece de daltonismo, ou seja, significa que é incapaz ou tem dificuldade em distinguir as diferenças de cor. Por este motivo, a visão de um daltónico é, muitas vezes, apelidada de “cegueira para cores” ou “deficiência de visão das cores”.

Alguém com visão normal pode identificar e distinguir 150 tons de cores diferentes, no entanto, no daltónico este número começa a cair à medida que tem menos possibilidades de criar misturas de cores.

O daltonismo afeta uma percentagem significativa da população. Existe a possibilidade de as pessoas daltónicas pertencerem a ambos os sexos. Contudo, o daltonismo em homens (masculino) é mais frequente que o daltonismo em mulheres (feminino), devido à hereditariedade e aos cromossomas envolvidos. Veja mais informação em hereditariedade do daltonismo.

Teste de daltonismo

Faça, aqui, o teste de daltonismo online para saber se é daltónico. Para tal tem apenas que observar a imagem superior e tentar identificar a sequência dos números apresentados. Na linha superior, da esquerda para a direita, deverá identificar os números: 2, 29, 5, 42, enquanto que na linha inferior deverá identificar os números 6, 10, 57, 7. Note que este teste para daltónicos pretende apenas exemplificar o processo, podendo existir alterações na perceção das cores de acordo com o monitor do computador, a resolução utilizadas, etc pelo que o teste de daltonismo completo deverá ser realizado de modo a avaliar a real perceção das cores sempre pelo médico oftalmologista. Acresce que, como veremos mais tarde, para além do foro hereditário, o daltonismo pode ter origem em condições mais sérias, designadamente algumas doenças dos olhos, pelo que é importante que o diagnóstico através de um exame oftalmológico completo e orientação no tratamento sejam efetuados pelo médico oftalmologista.

O teste de daltonismo é um exame que permite perceber se o doente tem alguma deficiência na perceção das cores, ou seja, se estamos perante um indivíduo daltónico. O teste de ishihara foi introduzido no início do século passado e, desde então, é de longe o teste de deficiência de visão de cores mais conhecido em todo o mundo. O Dr. Shinobu Ishihara, do Japão, produziu três conjuntos de testes diferentes que são amplamente utilizados e tudo com base nas mesmas placas pseudoisocromáticas.

Nunca é de mais referir que para além do foro hereditário, o daltonismo pode ser provocado por condições mais sérias, como veremos mais tarde, pelo que é importante que o diagnóstico seja efetuado pelo médico oftalmologista.

Saiba, de seguida, como ocorre o daltonismo.

Discromatopsia

O daltonismo é denominado em termos científicos por discromatopsia ou discromopsia, podendo ocorrer de diferentes formas conforme as células da retina afetadas. No entanto, o termo daltonismo é mais vulgarmente conhecido e utilizado que o termo discromatopsia.

A retina é a parte do olho onde as imagens são formadas (recebidas) e posteriormente transmitidas ao cérebro através do nervo ótico. Numa retina normal, existem células chamadas de cones que são sensíveis à cor, sendo cada uma delas sensível a um determinado espetro luminoso (espetro das cores). A perceção da cor é efetuada por três diferentes tipos de cones. Cada tipo é sensível a um determinado comprimento de onda de luz (vermelho, verde e azul) e cada cor percebida é, portanto, uma mistura de estímulos destes três tipos de cones. Estes três tipos, a saber: "vermelho", "verde" e "azul" são cores primárias que permitem formar qualquer tonalidade de cor a partir destas três cores.

Qualquer alteração na constituição destas células pode originar alterações na receção das imagens através da retina e consequente “distorção” da imagem transmitida através do nervo ótico até ao cérebro.

Podemos identificar diferentes níveis de daltonismo conforme as células da retina afetadas e a intensidade com que são afetadas. A perceção das cores pode variar em função dessas alterações.

Daltonismo - sintomas

No daltonismo, os sintomas são, habitualmente, os seguintes:

- Dificuldade em distinguir as cores;

- Incapacidade de ver tons ou tons da mesma cor;

- Movimentos oculares rápidos (em casos raros).

Os sintomas de daltonismo são frequentemente observados pelos pais quando os filhos são jovens. Noutros casos de discromatopsia, os sintomas são tão reduzidos, que nem são percetíveis. Em muitas situações de daltonismo infantil, os sinais e sintomas não são sequer percetíveis pelas crianças ou pelos pais. A criança acredita que vê bem e sem qualquer dificuldade de distinção de cores, pois sempre foi a visão que teve.

Tipos de daltonismo

Podemos identificar diferentes tipos de daltonismo conforme a localização do defeito, ou seja, se ocorre nos cones vermelhos, nos verdes ou nos azuis. Como existem três tipos diferentes de recetores de cor, há também três diferentes formas principais: vermelho (protan), verde (deutan) e azul (tritan).

Em relação à dificuldade de distinguir as cores, podemos identificar dois principais tipos de daltonismo. Aqueles que têm dificuldade em distinguir entre o vermelho e o verde e aqueles que têm dificuldade em distinguir entre o azul e o amarelo.

Para além disso, a discromatopsia pode ser descrita como total ou parcial, com diferentes graus de daltonismo. No daltonismo total existe incapacidade de distinguir a cor, enquanto no parcial existe essa dificuldade, mas o daltónico tem alguma perceção da cor. O daltonismo total é muito menos frequente do que o daltonismo parcial.

Discromatopsia - deficiências totais

Em relação às deficiências nos cones (vermelho, verde, azul) e quando há deficiências totais podemos, então, classificar o daltonismo em 3 tipos distintos conforme descrevemos a seguir.

Protanopia

É a deficiência total nos cones vermelhos. O daltónico que padece de protanopia tem dificuldade em distinguir as cores vermelhas.

Deuteranopia

É a deficiência total nos cones verdes. O daltónico que padece de deuteranopia tem dificuldade em distinguir as cores verdes.

Tritanopia

É a deficiência total nos cones azuis. O daltónico que padece de tritanopia tem dificuldade em distinguir as cores azuis.

Discromatopsia - deficiências parciais

No caso de existirem apenas deficiências parciais nos cones (vermelho, verde, azul) podemos, então, classificar o daltonismo em:

Protanomalia

É caracteriza-se pela deficiência parcial nos cones vermelhos. Todavia, enquanto na protanopia existe deficiência total, na protanomalia existe apenas deficiência parcial.

Deuteranomalia

É a deficiência parcial nos cones verdes. Porém, enquanto na deuteranopia existe deficiência total, na deuteranomalia existe apenas deficiência parcial.

Tritanomalia

É a deficiência parcial nos cones azuis. Todavia, enquanto na tritanopia existe deficiência total, na tritanomalia existe apenas deficiência parcial.

Daltonismo - causas

No daltonismo, entre as causas mais comuns encontra-se uma falha no desenvolvimento de um ou mais conjuntos de cones da retina. Este tipo de daltonismo é, geralmente, uma condição hereditária e ligada ao sexo. Os genes que produzem fotopigmentos são produzidos no cromossomo X. Se, eventualmente, faltam ou se encontram danificados alguns desses genes, pode ocorrer o daltonismo.

O daltonismo é mais provável nos homens do que nas mulheres. Tudo isto se deve ao facto dos homens possuírem apenas um cromossoma X e as mulheres dois, sendo que um gene funcional apenas num dos cromossomas X é suficiente para produzir os fotopigmentos necessários.

O daltonismo também pode ser causado por danos físicos ou químicos nos olhos, nomeadamente na retina ou nervo ótico, ou de partes do cérebro. Doenças como o glaucoma, a diabetes e a esclerose múltipla, entre outras doenças são também possíveis causas do daltonismo.

Daltonismo - genética

O daltonismo é uma condição genética hereditária comum (herdado), isto é, significa que é normalmente transmitido pelos pais.

A cegueira da cor verde é passada de mãe para filho no cromossomo 23, que é conhecido como o cromossomo sexual porque também determina o sexo. Cromossomas são estruturas que contêm genes - estes contêm as instruções para o desenvolvimento de células, tecidos e órgãos. Se você for daltónico isso significa que as instruções para o desenvolvimento das suas células cone são defeituosas, que as células cone podem ser escassas, ou menos sensíveis à luz ou pode ser que o caminho a partir das células cone para o cérebro não se tenha desenvolvido corretamente.

O cromossomo 23 é composto por duas partes ou dois cromossomos X no sexo feminino ou um cromossomo X e um Y, no caso do sexo masculino. O "gene" defeituoso para o daltonismo encontra-se apenas no cromossomo X. Então, para um homem daltónico apresentar um gene defeituoso só tem de aparecer no seu cromossomo X. No caso da mulher daltónica devem estar presentes em ambos os seus cromossomas X. Se uma mulher tem apenas defeito num gene ela é conhecida como uma "transportadora", todavia não vai ser daltónica. Quando tiver um filho ela vai dar um dos seus cromossomas X à criança. Se transmitir o cromossoma X com o gene defeituoso ao filho, ele será daltónico, mas se ele receber o cromossomo “bom”, ele não será daltónico.

A filha daltónica, portanto, deve ter um pai que é daltónico e uma mãe que é portadora (que também passou o gene defeituoso à filha.

É, por isso, que a dificuldade em distinguir o verde / vermelho, é muito mais comum em homens.

O daltonismo em mulheres é por esta razão que é menos frequente do que nos homens.

A dificuldade em distinguir a cor azul afeta homens e mulheres de igual forma porque é realizado num cromossomo não-sexual.

Daltonismo tem cura?

O daltonismo não tem cura. Contudo, existe na atualidade um grande esforço por parte da comunidade científica para conseguir encontrar uma cura para o daltonismo. Alguns avanços permitem-nos ter a esperança de que será possível curar o daltonismo no futuro, infelizmente no momento tal não é possível.

Na atualidade existem algumas formas que nos permitem de algum modo tratar o daltonismo, restituindo ao daltónico uma melhor qualidade de vida. Veja, de seguida, em que consistem essas medidas, mas note que não se tratam de medidas curativas do daltonismo, constituem apenas medidas para melhorar a qualidade de vida dos daltónicos.

Daltonismo - tratamento

No daltonismo têm surgido algumas formas de tratamento de modo a melhorar a qualidade de vida do daltónico. Estas formas pretendem apenas melhorar a vida do daltónico e não curá-lo. Entre essas formas de tratamento, poderemos destacar:

Óculos e lentes para daltónicos

Fabricantes de óculos e lentes para daltónicos afirmam que o seu produto pode melhorar a visão das cores dos pacientes daltónicos. Argumentam que é necessário algum tempo para se habituarem à sua utilização e aprender algumas novas cores, podendo ajudá-lo e melhorar a sua perceção das cores em determinadas situações.

Ferramentas

Existem algumas ferramentas feitas de filtros coloridos. Se olhar através dos filtros e por fora deles pode, definitivamente, distinguir mais cores. Isso pode ser uma vantagem para algumas tarefas específicas em determinadas profissões ou em algumas situações da vida quotidiana.

Em resumo, uma pessoa daltónica perante a incapacidade de distinguir as cores tem ao seu dispor algumas ferramentas e lentes que apenas pretendem, de alguma forma, melhorar a sua qualidade de vida, mas não são uma cura ou tratamento eficaz para o daltonismo.

Fonte: https://www.saudebemestar.pt/pt/clinica/oftalmologia/daltonismo/

QUESTÕES RESOLVIDAS

01) Um espelho plano vertical conjuga a imagem de um observador parado, situado à 1 m do espelho. Afastando 2 m o espelho do ponto onde se encontrava, que distância passa a separar a primeira da segunda imagem?

Resolução:

Em um espelho plano a distância do objeto ao espelho é igual a distância do espelho a imagem.

x = 2 . 2 → 4 m

Resposta: o observador ficará a 4m de distancia da sua imagem.

02) (Enem/2015) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (lbn al-Haytham:965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em tecido utilizado como anteparo.

Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à)

A) íris

B) retina

C) pupila

D) córnea

E) cristalino

Resolução:
O tecido corresponde à retina: de um objeto real forma-se uma imagem real, invertida e reduzida, no fundo do olho, sobre a retina. A retina é constituída de células nervosas sensíveis à luz, que transmitem ao cérebro as sensações visuais.

Resposta: B

03) (Fuvest) Estudos recentes parecem indicar que o formato do olho humano e a visão são influenciados pela quantidade da substância X, sintetizada pelo organismo. A produção dessa substância é favorecida pela luz solar, e crianças que fazem poucas atividades ao ar livre tendem a desenvolver dificuldade para enxergar objetos distantes. Essa disfunção ocular é comumente chamada de miopia.

Considere a fórmula estrutural da substância X e os diferentes formatos de olho:

Observação: As linhas tracejadas representam o feixe de luz incidente no olho.

Com base nessas informações, conclui-se que a miopia poderá atingir crianças cujo organismo venha a produzir _________ X em quantidade insuficiente, levando à formação de olho do tipo _________

As lacunas da frase acima devem ser preenchidas, respectivamente, por

A) o aminoácido; III.

B) a amina; II.

C) o aminoácido; I.

D) o fenol; I.

E) a amina; III.

Alternativa: E

04) (UF – ACRE) Sentado na cadeira da barbearia, um rapaz olha no espelho a imagem do barbeiro, em pé atrás dele. As dimensões relevantes são dadas na figura. A que distância (horizontal) dos olhos do rapaz fica a imagem do barbeiro?

A) 0,50m
B) 0,80m
C) 1,3m
D) 1,6m
E) 2,1m

Resolução:

Em um espelho plano a imagem se forma atrás do espelho e a distância do objeto ao espelho e igual a distância do espelho a imagem. Nesse caso, a distância dos olhos do barbeiro até a imagem dos seus olhos e de 1,3 + 1,3 = 2,60. Observando que a rapaz esta 50 cm a frente do barbeiro temos:

2,10 - 0,50 = 2,10 m

Alternativa: E

05) (UNIP) Os dois espelhos planos perpendiculares E e F da figura abaixo conjugam do objeto A três imagens B, C e D.

Se os espelhos E e F se transladam com velocidade de módulo 3,0 cm/s e 4 cm/s, respectivamente, a imagem D se movimenta com velocidade de módulo igual a:

A) 30 cm/s
B) 20 cm/s
C) 5,0 cm/s
D) 7,0 cm/s
E) 10 cm/s

Resolução:

Nesse caso que a afastamento e a distância da hipotenusa. Aplicando o conceito de hipotenusa temos:

v_h² = v_E² + v_F²

v_h² = 3² + 4²

v_h² = 9 + 16

v_h² = 25

v_h = 5m/s

Observação: cada espelho se afasta com velocidade de 5 m/s portanto a velocidade de afastamento da imagem D é de 10 m/s.

Alternativa: E

06) (Enem/2014) As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados.

Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos?

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

Resolução:

A melhor amostra de lente fotocromática deve ter os tempos de escurecimento e de esmaecimento mínimos (20s e 30s, conforme a tabela). A transmitância média (quantidade de luz que atravessa o meio em relação à quantidade de luz que incide sobre ele), deve ser máxima em ambientes escuros e mínima em ambientes claros.

O valor de 50% de transmitância média contempla os dois casos.

Resposta: C

07) (Enem) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições, realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe.

Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz

A) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.
B) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água.
C) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.
D) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.
E) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

Resolução:

Ver o peixe, assim como todos os demais objetos, só é possível se ele refletir a luz que incide sobre ele. Portanto, a luz primeiramente é refletida. Em seguida, a luz passa da água para o ar, o que significa que ela muda de meio de propagação. Sempre que isso acontece, há o fenômeno da refração, que é a mudança da direção e da velocidade da luz ao passar de um meio para outro.

Resumindo: a luz que incide no peixe é refletida e, em seguida, muda sua direção ao passar da água para o ar.

Alternativa: E

08) (Enem) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

Ilustração do comportamento da luz ao passar por orifícios de diferentes larguras

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?

A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.

B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.
C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar.
D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.
E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.

Resolução:

Cada alternativa da questão diz respeito a algum fenômeno ondulatório. Em geral, essa questão consiste em comparar um fenômeno óptico com fenômenos ondulatórios.

O fenômeno descrito é denominado difração da luz, que consiste na capacidade das ondas de contornar obstáculos com dimensões compatíveis ao seu comprimento de onda. Como o som também é uma onda, ele também sofre difração e pode contornar obstáculos. Esse fato pode ser observado na alternativa A, em que uma pessoa pode ouvir a conversa de outras mesmo estando atrás de obstáculos.

Alternativa: A

09) (Enem) Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias: vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que se dê a percepção da imagem.

Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como

A) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas.

B) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto.

C) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores.

D) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor.

E) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.

Resolução

Quando um indivíduo tem alguma deficiência nos cones — estruturas responsáveis pela diferenciação da cor dos objetos —, somente os bastonetes, que são responsáveis pela percepção da intensidade da cor, são os responsáveis pela visão. Assim, os objetos são vistos apenas na cor cinza.

Alternativa: D

10) (Enem) Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de "canhoto".

Disponível em: http://www.invocaçãotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

Alternativas da questão sobre óptica no Enem com os possíveis comportamentos do raio de luz refratado

Resolução

Em materiais comuns, o índice de refração sempre é positivo; dessa forma, os raios de luz incidente e refratado ficam opostos uns aos outros. Mas no caso do metamaterial, que apresenta um índice de refração negativo, os raios de luz incidente e refratado possuem a mesma direção.

Alternativa: D

11) (FEI) Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5 cm. Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a imagem reduz-se para 4 cm de altura.

Qual é a distância entre o prédio e a câmara, na primeira posição?

A) 100 m

B) 200 m

C) 300 m

D) 400 m

E) 500 m

Resolução

Resposta Questão 1

Dados:

i = 5 cm
O = 4 cm
D_I = x + 100
D_o= 100

Utilizamos a equação:

D_I= i
D_oO

x + 100 = 5
x 4

4 (x + 100) = 5x
4x + 400 = 5x
5x – 4x = 400
x = 400

Alternativa: D

12) Um pesquisador precisava medir a altura de um prédio de vinte andares, porém ele não possuía o instrumento de medida necessário para realizar essa medição. Conhecendo o princípio da propagação retilínea da luz, ele utilizou uma haste de madeira de 1 m de altura e, em seguida, mediu a sombra projetada pela haste, que foi de 20 cm, e a sombra projetada pelo prédio, que foi de 12 m.

Calcule a altura do prédio de acordo com esses dados encontrados pelo pesquisador.

Resolução

Dados:

o = ?
i = 12 m
p = 1 m
p' = 20 cm = 0,2 m

Utilizamos a expressão:

_i_ = p'
o p

Substituindo os dados, temos:

12 = 0,2
o 1

o = 12
0,2

o = 60 m

Resposta: a altura do prédio é 60 m.

13) Um objeto de 8,0 m de altura é colocado na frente de uma câmara escura de orifício a uma distância de 3,0 m. Sabendo que a câmara possui 25 cm de profundidade, calcule o tamanho da imagem formada.

Resolução

Dados:

o = 8,0 m
p = 3,0 m
p' = 25 cm = 0,25 m
i = ?

Utilizamos a expressão:

_i_ = p'
o p

Substituindo os dados, temos:

_i_ = 0,25
8 3

3 i = 8 . 0,25
i = 2
3

i = 0,67 m

Resposta: i = 0,67 m

14) (Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:

A) os raios luminosos cancelam-se.

B) mudam a direção de propagação.

C) continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.

D) propagam-se em trajetórias curvas.

E) retornam em sentidos opostos.

Resolução

Alternativa: C

15) (UNICAMP) Algumas pilhas são vendidas com um testador de carga. O testador é formado por três resistores em paralelo como mostrado esquematicamente na figura a seguir. Com a passagem de corrente elétrica, os resistores dissipam potência e se aquecem. Sobre cada resistor é aplicado um material que muda de cor (acende) sempre que a potencia nele dissipada passa de um certo valor, que é o mesmo para os três indicadores. Uma pilha nova é capaz de fornecer uma diferença de potencial (ddp) de 9,0 V, o que faz os três indicadores acenderem. Com uma ddp menor que 9,0V, o indicador de 300 Ω já não acende. A ddp da pilha vai diminuindo à medida que a pilha vai sendo usada.

a) Qual a potência total dissipada em um teste com uma pilha nova?

b) Quando o indicador do resistor de 200 Ω deixa de acender, a pilha é considerada descarregada. A partir de qual ddp a pilha é considerada descarregada?

Resolução

a) a resistência equivalente em uma associação em paralelo é dada por:

Logo, para uma tensão de 9,0V a potência será:

Resposta: P = 1,5 W

b) Sendo 9,0V a tensão mínima para que o resistor de 300 Ω acenda, a potência mínima para que isso aconteça é fornecida por:

Como a potência mínima é a mesma para os três resistores, para o de 200 Ω temos:

Respostas: U = 7,3 V

16) (Unesp) Uma lâmpada incandescente (de filamento) apresenta em seu rótulo as seguintes especificações: 60 W e 120V. Determine:

a) a corrente elétrica i que deverá circular pela lâmpada, se ela for conectada a uma fonte de

b) a resistência elétrica R apresentada pela lâmpada, supondo que ela esteja funcionando de acordo com as especificações.

Resolução

a) Os dados do exercício são a potência elétrica e a tensão elétrica da lâmpada.

P = 60 W

U = 120V

Para encontrar a corrente elétrica com estes dados utilizamos a equação da potência elétrica em um resistor.

P = U.i

i = P / U

i = 60 / 120

i = 0,5 A

Resposta: i = 0,5 A

b) Agora que temos a corrente elétrica utilizamos a equação do resistor para encontrarmos o valor da resistência elétrica.

U = R.i

R = U / i

R = 120 / 0,5

R = 240Ω

Resposta: R = 240Ω

16) O professor Diminoi pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da óptica geométrica.

Grupo I. Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.
Grupo II. Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.
Grupo III. Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão.
Grupo IV. Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.

São corretas as conclusões dos grupos:

A) apenas I e III
B) apenas II e IV
C) apenas I, III e IV
D) II, III, IV
E) I, II, III e IV

Resolução

I – correta
II – Errada. Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem simultaneamente.
III – Correta
IV – Correta

Alternativa: C

17) Uma pessoa está parada em frente a um grande espelho plano, observando a sua própria imagem, e começa a se lembrar dos conceitos aprendidos no ensino médio, na disciplina de física.

Levando em conta que se trata de um espelho plano, analise as afirmações a seguir:
I. A imagem tem as mesmas dimensões do objeto.
II. A imagem e o objeto estão simetricamente colocados em relação ao plano do espelho.
III. A imagem formada é real e menor que o objeto.
IV. A imagem e o objeto apresentam formas contrárias, isto é, são figuras enantiomorfas.

Estão corretas:

A) apenas I e II
B) apenas III e IV
C) apenas I, II e IV
D) I, II, III
E) I, II, III e IV

Resolução

I – correta
II – Correta
III – Errada, porque a imagem no espelho plano é virtual e do mesmo tamanho que o objeto.
IV – Correta

Alternativa: C

18) Em um holofote, a lâmpada é colocada no foco do espelho côncavo para que:

A) o feixe transmitido pelo espelho seja constituído de raios paralelos.
B) os raios de luz refletidos pelo espelho convirjam para o alvo.
C) o feixe transmitido pelo espelho seja mais intenso.
D) o feixe refletido forme uma imagem virtual.
E) o feixe refletido seja constituído de raios paralelos.

Resolução

Sabemos que todo raio de luz que passa pelo foco de um espelho côncavo é refletido paralelamente ao eixo principal deste espelho.

Alternativa: E

19) O ângulo entre um raio de luz que incide em um espelho plano e a normal à superfície do espelho é igual a 35°. Para esse caso, o ângulo entre o espelho e o raio refletido é igual a:

A) 20°
B) 35°
C) 45°
D) 55°
E) 65°

Resolução

Sabemos, pelas leis da reflexão, que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão:

i = r
logo,

r = 35°

Para encontrar o ângulo entre o espelho e o raio refletido (a), basta encontrar o complemento de r. Pois o ângulo entre a reta normal e o espelho é igual a 90°.

a + r = 90
a + 35 = 90
a = 90 – 35
a = 55°

Alternativa: D

20) A receita de óculos para um míope indica que ele deve usar “lentes de 2,0 graus”, isto é, o valor da vergência das lentes deve ser 2,0 dioptrias. Podemos concluir que as lentes desses óculos devem ser:

A) convergentes, com 2,0 m de distância focal.
B) convergentes, com 5,0 cm de distância focal.
C) divergentes, com 2,0 m de distância focal.
D) divergentes, com 20 cm de distância focal.
E) divergentes, com 50 cm de distância focal.

Resolução

Para a correção da miopia utilizamos lentes divergentes. As lentes divergentes vão aproximar da retina as imagens dos objetos distantes. C = -2,0 di

A vergencia (C) de uma lente é dada pelo inverso da distância focal, logo:

C = 1 / f
f = 1 / C
f = 1 / -2
f = - 0,5m ou f = - 50 cm

Alternativa: E

21) A figura ilustra o esquema de um olho de uma pessoa que está tentando observar um objeto que se encontra muito distante. Os raios indicados na figura são provenientes de um ponto desse objeto. Podemos afirmar que se trata de um defeito de visão de um olho.

A) míope e para corrigi-lo necessita-se de lente convergente.

B) míope e para corrigi-lo necessita-se de lente divergente.

C) hipermetrope e para corrigi-lo necessita-se de lente convergente.

D) hipermetrope e para corrigi-lo necessita-se de lente divergente.

E) hipermetrope e para corrigi-lo necessita-se de lente bifocal.

Resolução

A miopia é uma deficiência da visão onde, o indivíduo míope não enxerga bem os objetos ao longe. A miopia surge em resultado de um alongamento do globo ocular, do que resulta que a imagem projetada pelo cristalino se forma à frente (antes) da retina como vemos no desenho acima. A correção da miopia é feita comumente com a utilização de lentes divergentes.

Alternativa: B

22) (Fuvest) Admita que o sol subitamente “morresse”, ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Vinte e quatro horas após esse evento, um eventual sobrevivente, olhando para o céu, sem nuvens, veria:

A) a Lua e estrelas;
B) somente a Lua;
C) somente estrelas;
D) uma completa escuridão;
E) somente os planetas do sistema solar;

Resolução:

O Sol é uma estrela e as estrelas têm luz própria, são fontes de luz primárias. A Lua é um satélite natural da Terra e não têm luz própria, apenas reflete a luz do Sol, é uma fonte de luz secundária. Os planetas também não têm luz própria, apenas refletem a luz do Sol.
Logo, se o Sol deixasse de emitir luz apenas veríamos as estrelas que são fontes de luz primárias.
Alternativa: c

Continua...