Apostila de Óptica 2015

Tomás Wilson
ÓPTICA
1. LUZ
2. FENÔMENOS ÓPTICOS
A luz é um agente físico que pode se propagar tanto no
vácuo quanto em certos meios materiais e cuja
frequência está compreendida numa faixa que pode
sensibilizar os nossos olhos.
Todos os corpos que podem ser vistos estão enviando
luz aos olhos, portanto são chamados fontes de luz.
REFLEXÃO DA LUZ
Este fenômeno ocorre quando os raios incidentes
atingem uma superfície e são “devolvidos” para o meio de
onde foram originados. A reflexão pode ser regular ou
difusa.
•
Uma Fonte de luz é primária quando emite luz
própria, ou seja, a luz emitida provém dela mesma,
como o Sol (a), uma vela ou uma lâmpada acesas.
As fontes primárias podem ser incandescentes ou
luminescentes.
•
Uma Fonte de luz é classificada como secundária se
emite parte da luz que recebe de uma fonte primária
(uma fonte secundária não produz luz). São
exemplos de fontes secundárias a Lua (b), uma vela
apagada e uma pessoa.
LEIS DA REFLEXÃO
Considere um espelho plano e um raio de luz incidente
sofrendo reflexão, conforme a figura.
Na figura, S é a superfície refletora (espelho); RI é o
raio de luz incidente; RR é o raio de luz refletido; N é a
reta normal; i é o ângulo de incidência, e r é o ângulo de
reflexão.
•
Primeira lei. A reta normal ao espelho e os raios de
luz incidente e refletido são coplanares, ou seja, eles
estão contidos num mesmo plano.
•
Segunda lei. O ângulo de reflexão é congruente ao
de incidência.
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA
Num meio homogêneo (ou seja, o meio no qual todos
os pontos apresentam as mesmas propriedades),
transparente e isotrópico (ou seja, em que a velocidade
da luz é a mesma em todas as direções), a luz propagase em linha reta.
PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS DE LUZ
Após o cruzamento de raios luminosos, cada um deles
segue o seu trajeto sobre a mesma reta que os continha
antes do cruzamento, isto é, um raio não modifica a
trajetória do outro. Por isso, dizemos que os raios são
independentes.
PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DO RAIO DE LUZ
A trajetória seguida por um raio de luz é a mesma,
independentemente de ele estar indo ou voltando.
ÓPTICA
r≡i
REFRAÇÃO DA LUZ
A refração da luz é a passagem da luz de um meio de
propagação para outro, sendo ambos homogêneos e
transparentes, podendo alterar-se a direção de
propagação em consequência de variações na
velocidade. Um feixe de luz que se propaga no ar,por
exemplo, incide na superfície de separação entre o ar e o
vidro e, em seguida, passa a se propagar através do
vidro.
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As leis da reflexão da luz são válidas para qualquer
forma de superfície.
ELEMENTOS DOS ESPELHOS ESFÉRICOS
A seguir, estão representados os elementos mais
importantes para a construção das imagens de objetos
colocados diante dos espelhos esféricos.
S é a fronteira, ou seja, a superfície de separação entre
os meios ar e vidro.
3. ESPELHO PLANO
Para determinarmos o posicionamento da imagem,
representamos dois raios de luz incidentes quaisquer e
aplicamos as leis da reflexão.
Ao olharmos para um espelho, temos a impressão de
que os raios luminosos que atingem nossos olhos provêm
da imagem do objeto, e não do objeto propriamente dito.
CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO
O campo visual de um espelho plano é a região na qual
um observador pode ver por reflexão.
4. ESPELHOS ESFÉRICOS
Se a luz for refletida na parte intema da calota esférica,
teremos o espelho esférico côncavo.
Se a luz for refletida na parte externa da calota esférica,
teremos o espelho esférico convexo.
Na figura, V é o vértice do espelho; C é o centro de
curvatura; r é o raio de curvatura; ep é o eixo principal; F
(foco) é um ponto que assume uma série de propriedades
importantes nos espelhos esféricos e corresponde ao
, e f (distância focal) é a
ponto médio do segmento
distância do vértice ao foco do espelho, sendo real, no
espelho côncavo, e virtual, no convexo.
PROPRIEDADES DOS RAIOS LUMINOSOS
Para facilitar o procedimento da construção da imagem,
usamos alguns raios de luz, denominados notáveis, que
apresentam um comportamento particular. São eles:
1. Todo raio de luz que incide próximo e paralelo ao
eixo principal do espelho reflete-se na direção do
foco.
2. Todo raio de luz que incide sobre uma teta que
passa pelo foco reflete-se paralelamente ao eixo
principal (princípio da reversibilidade).
3. Todo raio de luz que incide no vértice do espelho
reflete-se simetricamente em relação ao eixo
principal, ou seja, com ângulo de reflexão igual ao de
incidência, medido entre o raio e o eixo principal.
4. Todo raio de luz que incide na direção do centro de
curvatura do espelho reflete-se sobre si mesmo.
CONSTRUÇÃO DE IMAGENS NOS ESPELHOS
ESFÉRICOS
Vamos considerar que os traçados dos raios luminosos
e os espelhos obedecem às condições de nitidez de
Gauss, ou seja, raios luminosos próximos ao eixo
principal e ângulo de abertura menor que 10º.
Inicialmente, vamos fazer a seguinte diferenciação:
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IV. Objeto real no foco do espelho:
Imagem virtual é aquela que pode ser observada
diretamente no espelho, pois é formada apenas em
nossos olhos, e imagem real é aquela que pode ser
observada apenas quando projetada numa tela ou
num anteparo (essa imagem não pode ser vista
olhando-se diretamente no espelho).
ESPELHO CONVEXO
Dado um objeto real colocado em qualquer posição
diante de um espelho esférico convexo, vamos usar dois
raios notáveis para construir a imagem. A imagem do
objeto estará no encontro dos prolongamentos dos raios
refletidos.
Imagem imprópria, ou seja, localizada no infinito.
V. Objeto real entre o foco e o vértice do espelho:
Imagem: virtual, direita, menor que o objeto.
Imagem: virtual, direita, maior que o objeto.
As características da imagem de um objeto real
diante de um espelho convexo serão sempre as
mesmas (virtual, direita e menor que o objeto), para
qualquer posição do objeto. Caso o objeto se
aproxime do infinito, sua imagem se aproximará do
foco do espelho.
ESPELHO CÔNCAVO
Se mudarmos a posição de um objeto real colocado
diante de um espelho côncavo, as características da
imagem também mudam.
I. Objeto real antes do centro de curvatura do
espelho:
ESTUDO ANALÍTICO DE ESPELHOS ESFÉRICOS
A determinação analítica de uma imagem só pode ser
aplicada quando os raios luminosos e o espelho
obedecerem às condições de nitidez de Gauss.
Nas expressões a seguir, o é o tamanho (altura) do
objeto; i é o tamanho (altura) da imagem; f é a distância
focal do espelho; r é o raio de curvatura do espelho; p a
posição do objeto (distância do objeto ao vértice do
espelho), e p’ é a posição da imagem (distância da
imagem ao vértice do espelho).
EquaçãodeGauss:
Aumento linear transversal. O aumento linear
transversal da imagem é obtido pela razão entre os
tamanhos da imagem e do objeto:
Imagem: real, invertida, menor que o objeto.
II. Objeto real no centro de curvatura do espelho:
O foco do espelho é igual ao ponto médio do centro de
curvatura ao vértice do espelho, portanto, é válida a
relação:
CONVENÇÃO DE SINAIS
Imagem: real, invertida, do mesmo tamanho do objeto.
III. Objeto real entre o centro de curvatura e o foco do
espelho:
Imagem: real, invertida, maior que o objeto.
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f
Do
Di
Ho
Hi
A
>O
Espelho cônvavo
Objeto real
Imagem real
Objeto “para cima”
Imagem “para cima”
Imagem direta em
relação ao objeto
<O
Espelho convexo
Objeto virtual
Imagem virtual
Objeto “para baixo”
Imagem “para baixo”
Imagem invertida em
relação ao objeto
Ainda temos:
|A| = 1 (A imagem é do mesmo tamanho que o objeto.)
|A| > 1 (A imagem é maior que o objeto.)
0 < |A| < 1 (A imagem é menor que o objeto.)
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REFRAÇÃO LUMINOSA / LENTES
1. REFRAÇÃO LUMINOSA
2. DIOPTRO PLANO
O fenômeno da refração da luz é regido por duas
leis.
• Primeira lei: o raio de luz incidente, o raio de luz
refratado e a reta normal estão todos contidos num
mesmo plano.
• Segunda lei (lei de Snell-Descartes): para cada
par de meios, a razão entre os senos dos ângulos
de incidência e refração é urna constante, que é
representada pela razão entre o índice de refração
do meio 2 em relação ao meio 1.
PROFUNDIDADE APARENTE
O raio luminoso que incide perpendicularmente
àsuperfície da água vai atravessá-la sem sofrer
desvio, enquanto o raio inclinado vai se afastar da
reta normal por estar passando de um meio mais
refringente para outro menos refringente.
O índice de refração absoluto de um determinado
meio, para uma dada luz monocromática, é definido
pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a
velocidade da luz no meio (v):
ÂNGULO LIMITE
Um raio de luz monocromática, ao passar de um
meio menos refringente para outro mais refringente,
com ângulo de incidência diferente de 0º, aproxima-se
da reta normal, e sua velocidade de propagação se
torna menor.
O observador vê a imagem no prolongamento dos
raios refratados, ou seja, mais próxima da superfície
( ), em comparação à posição em que o objeto
realmente está ( ).
Para pequenos angulos de incidencia:
ALTURA APARENTE
A figura mostra, esquematicamente, um observador
no fundo de um tanque cheio de água, olhando um
objeto que está fora dela.
Nesse caso, sempre vai acontecer refração da luz,
qualquer que sela o ângulo de incidência: 0º ≤ i ≤ 90º
O maior ângulo de incidência para que ocorra
refração da luz denomina-se ângulo limite de
incidência (L):
•
•
se i ≤ L, ocorre refração da luz;
se i > L, ocorre reflexão total da luz.
O raio luminuso que incide perpendicularmente à
superfície da água vai atravessá-la sem sofrer desvio,
enquanto o raio inclinado vai se aproximar da reta
normal por estar passando de um meio menos
refringente para outro mais refringente. O observador
vê a imagem no prolongamento dos raios refratados,
ou seja, mais afastada da superfície ( ) em relação à
posição em que o objeto realmente está ( ).
Analogamente
à
situação
anterior,
para
observações próxixnas da vertical do objeto,
podemos aplicar:
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COMPORTAMENTO DAS LENTES
3. PRISMA
Ao incidir numa das faces do prisma, um raio
luminoso (que se propaga no ar) sofre refração. Em
seguida, incide em outra face, podendo sofrer refração
ou reflexão total.
Lentes de bodas
finas
Convegentes
Divergentes
Lentes de bodas
grossas
Divergentes
Convergentes
ELEMENTOS DE UMA LENTE
Na figura, d1, é o desvio da trajetória da luz na
primeira face; d2 é o desvio da trajetória da luz na
segunda face, e D é o desvio total sofrido pelo raio
luminoso ao atravessar o prisma.
EQUAÇÕES
• Refração da luz na primeira face:
•
Refração da luz na segunda face:
•
Angulo de abertura do prisma:
•
Desvio na primeira face:
•
Desvio na segunda face:
•
Desvio total:
Nos esquemas: O é o centro óptico da lente; f é a
distância focal; A0 é o ponto antiprincipal objeto (2f);
Ai é o ponto anti-principal imagem (2f); F0 é o foco
objeto; Fi é o foco imagem, e ep é o eixo principal da
lente ou eixo óptico da lente.
4. LENTES ESFÉRICAS
CLASSIFICAÇÃO DAS LENTES EM FUNÇÃO DA
CURVATURA
Os nomes das lentes esféricas são dados em função
da curvatura das faces. As lentes dividem-se em dois
grupos: as de bordos finos e as de bordos grossos.
PROPRIEDADES
1. Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo
principal de uma lente se refrata na direção do
foco imagem.
2. Todo raio luminoso que incide na direção do foco
objeto de uma lente se refrata paralelamente ao
eixo principal ( rincípio da reversibffidade do raio
de luz).
3. Todo raio luminoso que incide passando pelo
centro óptico de uma lente se refrata sem sofrer
desvio.
4. Todo raio luminoso que incide na direção do
ponto antiprincipal objeto se refrata na direção do
ponto antiprincipal imagem.
Lentes de bordos finos
Bioconvexa
Plano-convexa
Côncavoconvexa
Lentes de bordos grossos
Bicôncava
Plano-côncava
Convexocôncava
CLASSIFICAÇÃO DAS LENTES ESFÉRICAS
Uma lente é classificada como convergente quando
um feixe de luz paralelo incidente nela formar um
ponto imagem real. Para uma lente ser divergente,
um feixe de luz paralelo incidente nela deve formar um
ponto imagem virtual. Esquematicamente:
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CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
IV Objeto em F0:
LENTE DIVERGENTE
Para qualquer posição de um objeto colocado
diante de uma lente divergente, a imagem terá as
seguintes características:
Imagem imprópria (no infinito).
V. Objeto entre F0 e O:
Imagem: virtual, direita e menor que o objeto.
Aplicação: “correção” de miopia.
LENTE CONVERGENTE
Dependendo da posição do objeto, a imagem pode
apresentar diferentes características.
I. Objeto antes de A0:
Imagem: virtual, direita e maior que o objeto.
Aplicação: lupa e “correção” de hipermetropia.
ESTUDO ANALÍTICO
O estudo analítico das posições do objeto e da
respectiva imagem formada em uma lente é
semelhante ao estudo realizado nos espelhos
esféricos. Valem as mesmas equações, porém é
preciso observar atentamente os sinais. As equações
são as seguintes:
Imagem: real, invertida e menor que o objeto.
Aplicação: máquina fotogrática.
II. Objeto em A0:
CONVENÇÂO DE SINAIS
Imagem: real, invertida e do mesmo tamanho do
objeto. Aplicação: máquina fotocopiadora.
III. Objeto entre A0 e F0:
f
Do
Di
Ho
Hi
A
>O
Lente convergente
Objeto real
Imagem real
Objeto “para cima”
Imagem “para cima”
Imagem direta em
relação ao objeto
<O
Lente divergente
Objeto virtual
Imagem virtual
Objeto “para baixo”
Imagem “para baixo”
Imagem invertida em
relação ao objeto
VERGÊNCIA DE UMA LENTE
A vergência (ou convergência) de uma lente é
definida como o inverso de sua distância focal.
Imagem: real, invertida e maior que o objeto.
Aplicação: projetor de sildes.
sendo f medida em metros (m), e V, em dioptrias (di).
f > 0 e V > 0: a lente é convergente.
f < 0 e V < O: a lente é divergente.
A unidade di (dioptria) é conhecida como “grau”
.
da lente e corresponde a ou
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EQUAÇÃO DO FABRICANTE DE LENTES
Existe uma equação, conhecida como equação do
fabricante de lentes, que permite calcular a distância
focal de uma lente, conhecendo-se os raios de
curvatura de suas faces e os índices de refração do
meio extemo e da lente.
O uso de uma lente divergente faz a correção da
trajetória dos raios de luz, produzindo a imagem
exatamente na retina.
HIPERMETROPIA
Convenção de sinais
• Face convexa: r > 0
• Face côncava: r < 0
•
Face plana: r  ∞, ou seja:
(lê-se: “tende a
zero”)
5. ÓPTICA DA VISÃO
PONTO PRÓXIMO E PONTO REMOTO
Ponto próximo (PP) é a menor distância do globo
ocular segundo a qual uma pessoa de visão normal
pode ver nitidamente a imagem de um objeto
qualquer. O ponto próximo localiza-se, então, a uma
distância de 25 cm do globo ocular.
Uma pessoa de visão normal pode enxergar
nitidamente objetos situados “no infinito”, desde que a
luz proveniente deles seja suficiente para sensibffizar
os olhos. Assim, ponto remoto (PR) é a distância
máxima de visão que, teoricamente, perrrxite a uma
pessoa de visão normal enxergar objetos “no infinito”.
O ponto remoto localiza-se, então, a uma distância
infinita do globo ocular.
ANOMALIAS DA VISÃO
As “lentes corretivas” não corrigem a anomalia,
mas, sim, a trajetória dos raios de luz, produzindo
imagens nítidas.
MIOPIA
É a anomalia da visão em que não é possível ver
incidamente objetos próximos porque o globo ocular
apresenta
um
encurtamento
horizontal,
consequentemente, o músculo ocular tem de fazer
muito esforço para acomodar as imagens, o que pode
provocar dor de cabeça e dificultar leituras muito
longas. Nesse caso, o ponto próximo, que deveria
estar a 25 cm do olho, se afasta do globo ocular, e
um objeto localizado a essa distância terá a sua
imagem formada atrás da retina.
O uso de uma lente convergente faz a correção da
trajetória dos raios de luz, produzindo a imagem
exatamente na retina.
PRESBIOPIA
Caracteriza-se pela diminuição da zona de
acomodação do olho humano.
Ocorre normalmente em pessoas acima de 40 anos
de idade e os sintomas são semelhantes aos da
hiperme tropia.
ASTIGMATISMO
Provocado por irregularidades na cómea, ou
raramente no cristalino, o astigmatismo faz com que o
olho forme mais de urna imagem para um mesmo
objeto (o olho conjuga mais de um ponto imagem a
um único ponto objeto).
É a anomalia que impede que objetos sejam vistos
nitidamente. Ela está associada a um alongamento
do globo ocular no sentido do eixo óptico; assim, o
ponto remoto, que deveria estar no infinito, aproximase consideravelmente do globo ocular. Portanto, um
objeto localizado no infinito terá a sua imagem
formada antes da retina.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01.(UEFS)Um objeto vermelho, tingido com pigmentos
puros, quando colocado em uma sala iluminada com
luz monocromática amarela, será visto na cor:
a) amarela.
b) azul.
c) vermelha.
d) preta.
e) violeta.
02. (UESB) Colocada em um quarto completamente
escuro, que, em seguida, é iluminado com luz
monocromática vermelha, uma bandeira do Brasil
apresentará as cores:
01) verde, amarela, azul e branca.
02) verde, amarela, azul e vermelha.
03) vermelha, preta e branca.
04)vermelha e branca.
05) vermelha e preta.
03. (UESC) O aumento crescente de construções
verticalizadas favorece a transformação dos centros
urbanos em verdadeiras ilhas de calor. Pintar as
paredes com tinta branca e as caixas d’água com tinta
preta são alternativas para minimizar o
aumento da temperatura e viabilizar o aproveitamento
do calor. Isso é possível devido aos fenômenos
ópticos denominados, respectivamente,
01) reflexão e refração.
02) refração e absorção.
03) reflexão e absorção.
04) absorção e difração.
05) difração e reflexão.
04. (UNEB)Os fenômenos de sombra mais notáveis
que se pode observar são os eclipses. Quando a Terra
se alinha entre o Sol e a Lua, esta ultima fica imersa
na sombra projetada da Terra. Tem-se nesse
caso, um eclipse lunar, conforme a figura.
O fenômeno descrito evidência que
01) a Lua é uma fonte primária da Luz.
02) a luz se propaga em linha reta em meios
homogêneos e transparentes.
03) os raios de luz emitidos pelo Sol sofrem refração,
ao atingirem a Terra.
04) os raios luminosos, ao passarem de um meio
transparente para outro, sofrem dispersão.
05) um eclipse parcial pode ser observado da Terra
dos pontos situados na zona de sombra.
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05. (UEFS) Quando a luz incide sobre um material,
pode ocorrer absorção de energia pelo elétron, cuja
quantidade depende da cor da luz incidente. Com
base nos conhecimentos sobre Óptica,
pode-se afirmar:
a) Qualquer superfície polida reflete difusamente a luz
que recebe e é chamada de espelho.
b) Uma imagem real forma-se a partir do
prolongamento dos raios luminosos.
c) Colocando um objeto qualquer entre dois espelhos
planos paralelos, tem-se a formação de um
número infinito de imagens desse objeto.
d) A densidade e o índice de refração variam
diretamente com a temperatura.
e) A imagem projetada sobre uma tela por um projetor
de slides é virtual e invertida.
06.(UESB) Em uma câmara escura de orifício,
construída artesanalmente para tirar fotografias, a
distância entre o orifício e a parede interna na qual se
prende o filme fotográfico é igual a 5cm.
Sabendo-se que o filme tem altura de 20cm, pode-se
afirmar que a distância mínima, em centímetros, em
relação à câmara, em que uma pessoa de 1,8m de
altura deve se posicionar, para que se obtenha uma
fotografia de corpo inteiro, é igual a:
01) 360
02) 180
03) 90
04) 45
05) 30
07.(UESB) Um estudante de 1,80m de altura,
desejando determinar a altura de um prédio, mede o
comprimento da sombra projetada pelo prédio,
obtendo 6,25m. Nesse mesmo instante, a
sombra projetada no solo tem 75cm de comprimento.
É correto, nessas condições, avaliar que o prédio, em
metros, tem altura:
a) 15,0
b) 18,0
c) 25,0
d) 62,5
e) 75,0
08.(UEFS) Os espelhos côncavos, como, por
exemplo, os de barbear e os de dentistas, são usados
como espelhos de aumento.
Para que a imagem de um objeto seja ampliada este
deve se situar:
a) antes do centro de curvatura do espelho.
b) exatamente no centro de curvatura do espelho.
c) entre centro da curvatura e o foco do espelho.
d) exatamente no foco do espelho.
e) entre o foco e o vértice do espelho.
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09. (UESB) Um espelho esférico côncavo pode ser
usado para fornecer imagem ampliada e direita de um
pequeno objeto.
Para tal, o objeto deve ser colocado
a) a uma distância maior do que o dobro da distância
focal do espelho.
b) no centro de curvatura do espelho.
c) entre o centro de curvatura e o foco do espelho.
d) no foco do espelho.
e) entre o foco e o vértice do espelho
10.(UNEB) Um objeto é colocado a 15cm de um
espelho esférico côncavo, de raio de curvatura igual a
10cm.
A imagem conjugada do objeto pelo espelho se
formará a uma distância deste igual a:
01) 2,5cm
02) 5,0cm
03) 7,5cm
04) 8,6cm
05) 9,4cm
11.(UEFS) um espelho esférico côncavo tem raio de
curvatura 20cm. Ao se colocar um objeto de 5cm de
altura a 30cm do espelho, a imagem se formará a uma
distância do espelho igual a:
a) 10cm
b) 15cm
c) 20cm
d) 25cm
e) 30cm
12. (UESB) Um objeto de 6,0cm de altura está situado
a uma distância de 30,0cm de um espelho convexo.
Considerando-se o raio de curvatura do espelho igual
a 40,0cm, é correto afirmar que
o tamanho da imagem formada por esse espelho é
igual, em cm, a:
01) 2,0
02) 2,2
03) 2,4
04) 2,8
05) 3,0
13. (UEFS) A imagem de um objeto situado no plano
frontal de um espelho côncavo, a 10cm do seu vértice,
é real e forma-se a 40cm do vértice do espelho.
Considerando-se as condições de nitidez de Gauss,
para que o objeto e imagem passem a ter o mesmo
tamanho, é necessário deslocar o objeto, em relação a
sua posição inicial, de
a) 6cm, afastando-o do espelho.
b) 6cm, aproximando-o do espelho.
c) 10cm, afastando-se do espelho.
d) 10cm, aproximando-se do espelho.
e) 16cm, aproximando-se ou afastando-se do espelho.
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14. (UEFS) Deseja-se que um espelho côncavo forme
uma imagem de um objeto sobre uma tela a 1m do
espelho. O tamanho do objeto é de 2mm e sua
imagem deverá ter um tamanho igual a 8mm. Nessa s
condições, deve-se escolher um espelho cujo raio de
curvatura seja igual a:
a) 20cm
b) 30cm
c) 35cm
d) 40cm
e) 45cm
15. (UEFS) Uma pequena vela acessa encontra-se
sobre o eixo principal de um espelho esférico
gaussiano côncavo, situado a 12,0cm do vértice do
espelho.
Sabendo-se que o raio de curvatura do espelho é de
40,0cm, um observador, diante do espelho, vê a
imagem da vela:
(A) real, invertida e menor.
(B) real, invertida e maior.
(C) virtual, direita e maior.
(D) virtual, direita e do mesmo tamanho.
(E) real, invertida e do mesmo tamanho.
16.(UEFS)Um motorista olha para o seu retrovisor e
vê a imagem de seu rosto, como sendo direita e cinco
vezes menor.
Estando o motorista a 60,0cm do retrovisor, é correto
afirmar que o tipo de espelho e o módulo do raio de
curvatura desse espelho são, respectivamente,
(A) plano e 10,0cm
(B) côncavo e 10,0cm
(C) convexo e 15,0cm
(D) côncavo e 20,0cm
(E) convexo e 30,0cm.
17. (UESB-2011) O raio de curvatura de um espelho
côncavo é 20,0cm. À sua frete, situado perpendicularmente ao eixo principal e a 12,0cm do seu vértice,
encontra-se um objeto de 2,0cm de altura.
Com base nessas informações, é correto afirmar:
01) A imagem obtida é direita e real.
02) A imagem formada é real e possui 8,0cm
de altura.
03) O aumento linear transversal tem módulo
igual a 3,0.
04) A imagem se forma na frente do espelho
e a 0,6m do seu vértice.
05) O centro de curvatura encontra-se a
40,0cm do vértice do espelho.
18. (UEFS) Um espelho esférico conjuga de um
objeto real de 6,0cm de altura, uma imagem direta
com 8,0cm de altura sendo ambos perpendiculares
ao eixo principal.
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Considerando o objeto a 20,0cm do espelho é
correto afirmar que:
(A) o raio de curvatura do espelho é igual a 60,0cm.
(B) o espelho esférico é convexo.
(C) o aumento linear transversal é igual a 8,0cm.
(D) a imagem obtida é real e a 40,0cm do espelho.
(E) a distancia focal do espelho é igual a 80,0cm.
19. (UESB) Um observador, localizado a 80,0cm de
um espelho esférico, vê sua imagem direta e ampliada
3 vezes.
Nessas condições, a distância focal do espelho, em m,
é igual a:
01) 1,00
02) 1,05
03) 1,10
04) 1,15
05) 1,20
20. (UESC) A distância entre um objeto e sua
respectiva imagem conjugada por um espelho esférico
gaussiano é de 2,4m.
Sabendo-se que a imagem tem altura cinco vezes
maior que a do objeto e que está projetada em um
anteparo, é correto afirmar que o raio de curvatura do
espelho é, igual,em m, a
01) 0,9
02) 1,0
03) 1,1
04) 1,2
05) 1,3
21. (UEFS) Uma pequena vela acesa está apoiada
sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo,
situado entre o centro de curvatura e o foco do
espelho.
Na aproximação de Gauss, a imagem vista por um
observador diante do espelho é
a) virtual, direita e maior que a vela
b) real, invertida e maior que a vela
c) real, invertida e menor que a vela
d) virtual, direita e menor que a vela
e) real, invertida e do mesmo tamanho da vela
22. (UESB) Um estudante com hipermetropia, para ler
um livro de Física, precisa posicioná-lo a 37,5cm dos
olhos, sem usar os óculos. Colocando-os, consegue
ler a uma distância de 25,0cm.
O tipo de lente que corrige o defeito e sua
vergência, em dioptrias, é
23.(UESB)Um feixe de luz branca, ao atravessar um
prisma de vidro, sofre o fenômeno de dispersão.
Cada cor é desviada diferentemente pelo prisma. Em
relação à dispersão da luz pelo prisma, analise as
afirmativas, marcando com V as verdadeiras e com F,
as falsas.
( ) A luz violeta é a que sofre maior desvio.
( ) A luz vermelha é a que sofre menos desvio.
( ) À luz violeta, o prisma oferece maior índice de
refração.
( ) À luz vermelha, o prisma oferece o menor índice
de refração.
A alternativa que indica a seqüência correta, de cima
para baixo, é a
01) VVFF
02) VVVV
03) VFVF
04) FVVV
05) VFVV
24.(UESB) O diamante bruto encontrado na natureza,
quando lapidado, torna-se um brilhante. O alto índice
de refração do diamante, cerca de 2,5, faz a luz que
incide sobre ele emergir no ambiente de modo
multifacetado.
Isso
ocorre devido ao fenômeno da
01) reflexão total
02) interferência
03) difração
04) refração
05) reflexão
Tão condenada durante a Idade Média, a curiosidade,
sede do saber, estimulou a exploração do mundo
desde a Renascença. Nesse processo, o cientista
precisava contar com forças e mecanismos que
estavam além dos recursos de que dispunham os
seus meros sentidos. Promoveu-se assim o
desenvolvimento de métodos empíricos de pesquisa,
que por, si só, já possuíam o encanto do que era
novo, assim como a observação minuciosa dos
objetos, geralmente com o auxílio de novos
instrumentos, como a luz, o microscópio e o
telescópio
25.(UEFS) A imagem de um objeto que se encontra
situado entre o foco objeto e o centro óptico de uma
lupa é vista por um observador como sendo
a) real, direita e menor
b) real, invertida e menor
c) real, invertida e maior
d) virtual, direita e maior
e) virtual, invertida e menor
01) divergente e + 1,33
02) divergente e 0,75
03) convergente e 0,75
04) convergente e + 1,33
05) convergente e – 1,33
FÍSICA - Tomás Wilson
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26.(UEFS 2013.1) Um telescópio refletor utiliza um
espelho esférico côncavo como objetiva. A imagem de
uma estrela distante, conjugada pela objetiva do
telescópio, é formada
a) entre o foco da objetiva e o centro de curvatura
b) entre o foco da objetiva e o vértice do espelho
c) além do centro de curvatura
d) no centro de curvatura
e) no foco da objetiva
Sabendo-se que o coração intacto de um
mosquito, objeto 00’, é colocado a 12,0mm da lente
objetiva e a imagem final I2I2’, de 2,0mm é formada a
300,0mm da lente ocular, é correto afirmar que a
ordem de grandeza do tamanho do coração do
mosquito é igual, em metros, a
27.(UESB 2013.1) Com relação à Óptica e às
anomalias da visão, é correto afirmar:
I. A superfície refletora de um farol de automóvel é
um espelho côncavo.
II. Pessoas míopes possuem o globo ocular longo e,
para corrigir esse defeito, elas devem usar lentes
convergentes.
III. Um olho hipermetrope tem o ponto próximo a
50,0cm. Esse olho, para enxergar objetos a 25,0cm,
deve utilizar lentes de contato de 2,0 dioptrias.
IV. Uma aplicação de reflexão total da luz se dá nas
fibras ópticas.
Nessas condições, a alternativa em que todas essas
afirmativas estão corretas é a
01) I e II
02) II e III
03) II e IV
04) I, II e III
05) I, III e IV
28.(UEFS-2012.2) Espelhos esféricos podem ser
utilizados para diversos fins: por exemplo, ampliar o
campo visual para facilitar a segurança dos
estabelecimentos ou para ampliar as dimensões das
imagens. Diante de um espelho esférico, um homem
fica situado a 2,0m do vértice e visa a sua imagem
direita e ampliada três vezes.
A distância focal do espelho, em metros, e a sua
natureza correspondem, respectivamente, a
-5
(01) 10
-4
(02) 10
-3
(03) 10
-2
(04) 10
-1
(05) 10
30.(UESB-2012.1) Um estudante com hipermetropia,
para ler um livro de Física, precisa posicioná-lo a
37,5cm dos olhos, sem usar os óculos. Colocando-os,
consegue ler a uma distância de 25,0cm.
O tipo de lente que corrige o defeito e sua
vergência, em dioptrias, é
01) divergente e + 1,33
02) divergente e 0,75
03) convergente e 0,75
04) convergente e + 1,33
05) convergente e – 1,33
31.(UEFS 2013.2) A figura representa o esquema
simplificado de um holofote, construído com dois
espelhos esféricos côncavos associados, para obter
um feixe paralelo de luz cilíndrico com alta eficiência
no aproveitamento da luz emitida por um pequeno
filamento aquecido de uma lâmpada.
a) 3,0 e convexo
b) 6,0 e côncavo
c) 3,0 e côncavo
d) 3,0 e convexo
e) 1,5 e côncavo
29.(UNEB-2012) Um mundo muito, muito pequeno: a
cada ano a Nikon solicita a inscrição de milhares de
cientistas que utilizam câmeras e microscópios ópticos
para que capturem imagens de fenômenos invisíveis a
olho nu. A foto vencedora é do coração de mosquito,
um tubo de 2mm de comprimento. (Kuchent, 2011,
p.7).
A figura representa o esquema simplificado de um
microscópio composto constituído por lentes objetiva e
ocular, de distâncias focais, respectivamente, iguais a
10,0mm e 200,0mm.
FÍSICA - Tomás Wilson
Considerando-se que os espelhos obedecem às
condições de Gauss e sabendo-se que f1 e f2 são,
respectivamente, as distâncias focais dos espelhos 1 e
2, é correto afirmar:
A) A distância do filamento ao espelho E1 é igual a 2f1.
B) A distância entre os espelhos E1 e E2 é igual a f1 + 2f2.
C) A imagem da lâmpada conjugada pelo espelho E2 é
virtual.
D) O filamento é colocado no centro de curvatura do
espelho E1.
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E) O espelho E2 deve ser posicionado de forma que o seu
foco coincida com a posição do filamento.
32.(UEFS 2014.1) Considere uma lente esférica
gaussiana que produz uma imagem real do mesmo
tamanho de um objeto colocado a 20,0cm da lente.
Com base nessas informações, é correto afirmar que a
A) imagem real é direita.
B) distância focal da lente é igual a 20,0cm.
C) vergência da lente é, aproximadamente, −7,0
dioptrias.
D) lente esférica apresenta suas extremidades mais
espessas do que a sua parte central.
E) razão entre as alturas, de um objeto colocado a
15,0cm da lente e da imagem conjugada ao objeto,
medidas perpendicularmente ao eixo óptico, é igual a
1/2 .
33. (UEFS 2014.2) Espelhos planos são objetos
bastante familiares. Está-se acostumado, desde
jovens, a observar as imagens por eles formadas. Eles
são usados nos banheiros, nos salões de beleza e nos
retrovisores dos automóveis, entre outras aplicações.
Considerando-se um espelho plano, um corpo
extenso, um observador e alguns raios luminosos, é
correto afirmar:
A) A luz, ao sair do corpo, refletir-se no espelho plano
e atingir o olho do observador, o faz de modo que
percorre a maior distância possível.
B) Afastando o objeto de uma distância d do espelho,
a imagem se deslocará a uma distância 2d do objeto.
C) A distância do objeto ao espelho é menor que a
distância da imagem ao espelho.
D) A imagem formada pelo espelho tem o dobro do
tamanho do objeto.
E) A imagem do objeto produzida pelo espelho é real e
invertida.
34. (UEFS 2014.2) Um objeto de 20,0cm de altura
encontra-se a uma distância de 30,0cm de uma lente.
Considerando-se que a imagem virtual produzida tem
4,0cm de altura, é correto afirmar:
A) A lente é divergente, a distância focal é igual a –
7,5cm, e a imagem se forma a uma distância de
6,0cm.
B) A lente é convergente, a distância focal é igual a
5,0cm, e a imagem se forma a uma distância de
5,0cm.
C) A distância focal dessa lente é igual a 6,0cm, e a
lente é convergente.
D) A imagem se formará a uma distância de 4,0cm, e
a lente é divergente.
E) A distância focal dessa lente convergente é 20,0cm.
35.(UEFS 2015.1) Um objeto de 4,0cm de altura é
colocado a uma distância de 8,0cm de uma lente
convergente de distância focal 12,0cm.
Com base nessas informações, o aumento linear
transversal sofrido pelo objeto é igual a
FÍSICA - Tomás Wilson
A) 0,5
B) 0,6
C) 1,5
D) 3,0
E) 3,5
GABARITO
1. D
2. 05
3. 03
4. 02
5. C
6. 04
7. A
8. E
9. E
10. 02
11. B
12. 03
13. A
14. D
15. C
16. E
17. 03
18. E
19. 05
20. 02
21. B
22. 04
23. 02
24. 01
25. D
26. E
27. 05
28. C
29. 02
30. 04
31. B
32. E
33. B
34. A
35. D
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