ESPELHOS ESFÉRICOS, REFRAÇÃO E LENTES ESFÉRICAS

ESPELHOS ESFÉRICOS, REFRAÇÃO E LENTES ESFÉRICAS
LISTA 1
1. O princípio básico de funcionamento de uma fibra óptica consiste em colocar um material
X, com índice de refração nx, no interior de outro material Y, com índice de refração ny. Um
feixe de luz que incide em uma extremidade de X atravessa para a outra extremidade, sem
penetrar no material Y, devido a múltiplas reflexões totais. Essa situação está ilustrada na
figura.
Para que isto aconteça, é necessário que
a) nx < ny .
b) nx = 0 .
c) nx = ny .
d) nx > ny .
2. Um tanque, cuja forma é um cilindro circular reto, de altura igual a 60 3 cm, encontra-se
completamente cheio de um líquido em repouso, com índice de refração igual a 2 .
A uma altura h da superfície do líquido, sobre o eixo que passa pelo centro da base, encontrase uma fonte luminosa pontual F que emite um feixe cônico, de abertura angular 90°, na
direção do líquido, conforme indicado na figura.
Considere h a altura mínima para que:
- a região iluminada na superfície livre do líquido tenha raio de 40 cm;
- o fundo do tanque fique completamente iluminado.
Determine:
a) o valor de h.
b) o raio R da base do cilindro.
3. A lente da historinha do Bidu pode ser representada por quais das lentes cujos perfis são
mostrados a seguir?
a) 1 ou 3
b) 2 ou 4
c) 1 ou 2
d) 3 ou 4
e) 2 ou 3
4. Um raio luminoso, propagando-se no ar, atravessa uma lente de vidro plano-côncava, como
está representado nas figuras a seguir.
Dentre as configurações apresentadas, está(ão) correta(s):
a) apenas a I.
b) apenas a II.
c) apenas I e a III.
d) apenas I e a IV.
e) apenas a II e a III.
5. Quando aproximamos um objeto de um espelho côncavo,
a) sua imagem real diminui e afasta-se do espelho.
b) sua imagem real diminui e aproxima-se do espelho.
c) sua imagem real aumenta e afasta-se do espelho.
d) sua imagem real aumenta e aproxima-se do espelho.
e) sua imagem real não se altera.
6. Um espelho usado por esteticistas permite que o cliente, bem próximo ao espelho, possa
ver seu rosto ampliado e observar detalhes da pele. Este espelho é:
a) côncavo.
b) convexo.
c) plano.
d) anatômico.
e) epidérmico.
7. Um objeto, de 2,0cm de altura, é colocado a 20cm de um espelho esférico. A imagem que
se obtém é virtual e possui 4,0mm de altura. O espelho utilizando é
a) côncavo, de raio de curvatura igual a 10cm.
b) côncavo e a imagem se forma a 4,0cm de espelho.
c) convexo e a imagem obtida é invertida.
d) convexo, de distância focal igual a 5,0cm.
e) convexo e a imagem se forma a 30cm do objeto.
8. Um objeto real é colocado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo a 4 cm de
seu vértice. A imagem conjugada desse objeto é real e está situada a 12 cm do vértice do
espelho, cujo raio de curvatura é:
a) 2 cm.
b) 3 cm.
c) 4 cm.
d) 5 cm.
e) 6 cm.
9. Um raio luminoso ao passar de um meio A para um meio B, forma com a normal à
superfície de separação, ângulos respectivamente iguais a 30° e 60°. O meio B é o ar, cujo
índice de refração absoluto é 1,0. Podemos afirmar que o índice de refração do meio A, é de:
Dados: sen 30° =
3
1
; sen 60° =
2
2
a) 1/2
b) 1
c)
3
2
d)
3
4
e)
3
10. Com respeito ao fenômeno do arco-íris, pode-se afirmar que:
I. Se uma pessoa observa um arco-íris a sua frente, então o Sol está necessariamente a oeste.
II. O Sol sempre está à direita ou à esquerda do observador.
III. O arco-íris se forma devido ao fenômeno de dispersão da luz nas gotas de água.
Das afirmativas mencionadas, pode-se dizer que:
a) todas são corretas.
b) somente a I é falsa.
c) somente a III é falsa.
d) somente II e III são falsas.
e) somente I e II são falsas.
11. A figura representa, esquematicamente, a trajetória de um estreito feixe de luz branca
atravessando uma gota d'água. É dessa forma que se origina o arco-íris.
a) Que fenômenos ópticos ocorrem nos pontos 1, 2 e 3?
b) Em que ponto, ou pontos, a luz branca se decompõe, e por que isso ocorre?
12. A vigilância de uma loja utiliza um espelho convexo de modo a poder ter uma ampla visão
do seu interior. A imagem do interior dessa loja, vista através desse espelho, será:
a) real e situada entre o foco e o centro da curvatura do espelho.
b) real e situada entre o foco e o espelho.
c) real e situada entre o centro e o espelho.
d) virtual e situada entre o foco e o espelho.
e) virtual e situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
13. O espelho retrovisor de uma motocicleta é convexo porque:
a) reduz o tamanho das imagens e aumenta o campo visual
b) aumenta o tamanho das imagens e aumenta o campo visual
c) reduz o tamanho das imagens e diminui o campo visual
d) aumenta o tamanho das imagens e diminui o campo visual
e) mantém o tamanho das imagens e aumenta o campo visual
14. Um feixe de luz monocromática, que se propaga no meio 1 com velocidade de 3.108 m/s,
incide na superfície S de separação com o meio 2, formando com a superfície um ângulo de
30°. A velocidade do feixe no meio 2 é
 3.10  m/s. O ângulo que o feixe forma com a
8
superfície no meio 2 vale
a) 60°
b) 45°
c) 30°
d) 10°
e) 0°
15. A imagem de um objeto real, fornecida por uma lente divergente, é
a) real, invertida e maior que o objeto
b) real, direita e menor que o objeto.
c) virtual, direita e maior que o objeto.
d) real, invertida e menor que o objeto.
e) virtual, direita e menor que o objeto.
16. Um objeto real é disposto perpendicularmente ao eixo principal de uma lente convergente,
de distância focal 30 cm. A imagem obtida é direita e duas vezes maior que o objeto. Nessas
condições, a distância entre o objeto e a imagem, em cm, vale
a) 75
b) 45
c) 30
d) 15
e) 5
17. Um estudante colocou uma caneta a uma distância relativamente grande de uma colher
bem polida e observou o tipo de imagem que aparecia na parte interna da colher.
A imagem que ele viu, comparada com a caneta, era
a) maior, direita e virtual.
b) maior, invertida e real.
c) menor, invertida e virtual.
d) menor, direita e real.
e) menor, invertida e real.
18. Um raio luminoso propaga-se no ar com velocidade c = 3.108 m/s e com um ângulo de 30°
em relação à superfície de um líquido. Ao passar para o líquido o ângulo muda para 60 °. Qual é
o índice de refração do líquido?
a)
b)
c)
1
3
1
2
 3
2
d) 1,73
e) 0,5
19. A figura a seguir indica a trajetória de um raio de luz que passa de uma região
semicircular que contém ar para outra de vidro, ambas de mesmo tamanho e perfeitamente
justapostas.
Determine, numericamente, o índice de refração do vidro em relação ao ar.
20. Isaac Newton foi o criador do telescópio refletor. O mais caro desses instrumentos até
hoje fabricado pelo homem, o telescópio espacial Hubble (1,6 bilhão de dólares), colocado em
órbita terrestre em 1990, apresentou em seu espelho côncavo, dentre outros, um defeito de
fabricação que impede a obtenção de imagens bem definidas das estrelas distantes (O Estado
de São Paulo, 01/08/91, p.14). Qual das figuras a seguir representaria o funcionamento perfeito
do espelho do telescópio?
21. A imagem de um objeto forma-se a 40 cm de um espelho côncavo com distância focal de
30 cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo principal do espelho, é real, invertida e tem 3
cm de altura.
a) Determine a posição do objeto.
b) Construa o esquema referente à questão representando objeto, imagem, espelho e raios
utilizados e indicando as distâncias envolvidas.
22. Suponha que exista um outro universo no qual há um planeta parecido com o nosso, com
a diferença de que a luz visível que o ilumina é monocromática. Um fenômeno ótico causado
por esta luz, que não seria observado neste planeta, seria:
a) a refração.
b) a reflexão.
c) a difração.
d) o arco-íris.
e) a sombra.
23. A distância entre um objeto e uma tela é de 80 cm. O objeto é iluminado e, por meio de
uma lente delgada posicionada adequadamente entre o objeto e a tela, uma imagem do objeto,
nítida e ampliada 3 vezes, é obtida sobre a tela. Para que isto seja possível, a lente deve ser:
a) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 20 cm do objeto.
b) convergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto.
c) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto.
d) divergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto.
e) divergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto.
24. Um pincel de luz emerge de um bloco de vidro comum para o ar na direção e sentido
indicados na figura a seguir. Assinale a alternativa que melhor representa o percurso da luz no
interior do vidro.
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
25. Um raio luminoso atravessa a superfície de separação entre um meio 1 e um meio 2,
conforme a figura. Pode-se afirmar que:
a) a velocidade na luz no meio 2 é igual a do meio 1;
b) a frequência da onda no meio 2 é maior que no meio 1;
c) a frequência da onda no meio 2 é menor que no meio 1;
d) o índice de refração do meio 2 é menor que no meio 1;
e) o índice de refração do meio 2 é maior que no meio 1.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
Resposta da questão 2:
a) h = 40 cm
b) R = 100 cm
Resposta da questão 3:
[B]
Resposta da questão 4:
[C]
Resposta da questão 5:
[C]
Resposta da questão 6:
[A]
Resposta da questão 7:
[D]
Resposta da questão 8:
[E]
Resposta da questão 9:
[E]
Resposta da questão 10:
[E]
Resposta da questão 11:
a) Ponto 1 - refração e dispersão da luz branca
Ponto 2 - reflexão total da luz
Ponto 3 - refração da luz
b) Ponto 1 porque a luz sofre desvios de refração diferentes conforme sua cor (frequência). A
velocidade da luz na água depende de sua frequência.
Resposta da questão 12:
[D]
Resposta da questão 13:
[A]
Resposta da questão 14:
[A]
Resposta da questão 15:
[E]
Resposta da questão 16:
[D]
Resposta da questão 17:
[E]
Resposta da questão 18:
[D]
Resposta da questão 19:
1,5.
Resposta da questão 20:
[D]
Resposta da questão 21:
1 1 1
a)  
f p p'
1 1 1
 
30 p 40
1 1
1 43



 p  120 cm
p 30 40 120
b)
Resposta da questão 22:
[D]
Resposta da questão 23:
[A]
Resposta da questão 24:
[C]
Resposta da questão 25:
[D]