Questões de V estibulares

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TÉRMICAS
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A
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ATU
PER
TEM
ONDAS
I NAS
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Óptica: propagação, reflexão e refração da luz, lentes
1. (UEL-PR) Pinhole, do inglês “buraco de agulha”, é
4. (FGV-SP) Com a finalidade de produzir iluminação
uma câmera fotográfica que não dispõe de lentes.
Consegue-se uma imagem em um anteparo quando a luz proveniente de um objeto atravessa um
pequeno orifício.
indireta, uma luminária de parede possui, diante da
lâmpada, uma capa opaca em forma de meio
cano.
5 cm
20 m
Questões de Vestibulares
teto
D=?
capa
opaca
10 cm
De acordo com os conhecimentos em ótica geométrica e com os dados contidos no esquema acima, determine a distância D do orifício da câmera
(pinhole) até a árvore.
a) 2 m
d) 50 m
b) 4 m
e) 200 m
c) 40 m
2. (Ufam) Um homem de altura y está a uma distância
D de uma câmara escura de orifício de comprimento L. A sua imagem formada no interior da câmara
tem uma altura y/20. Se duplicarmos a distância entre o homem e o orifício, a nova imagem terá altura:
a) y/120.
d) y/2.
b) y/80.
e) y/40.
c) y/60.
Nota: Na figura está representada a posição da
lâmpada, escondida pela capa opaca da luminária.
No teto, a partir da parede onde está montada a
luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está
afixada essa luminária foi pintada com uma tinta
pouco refletora, o padrão de iluminação projetado
sobre esse teto é semelhante ao desenhado em:
a) teto
sombra
penumbra
luz
parede
b)
teto
penumbra
3. (Ufscar-SP) A 1 metro da parte frontal de uma câmara escura de orifício, uma vela de comprimento
20 cm projeta na parede oposta da câmara uma
imagem de 4 cm de altura.
luz
sombra
parede
c)
teto
penumbra
luz
parede
A câmara permite que a parede onde é projetada a
imagem seja movida, aproximando-se ou afastando-se do orifício. Se o mesmo objeto for colocado
a 50 cm do orifício, para que a imagem obtida no
fundo da câmara tenha o mesmo tamanho da anterior, 4 cm, a distância que deve ser deslocado o
fundo da câmara, relativamente à sua posição original, em cm, é de:
a) 50.
d) 10.
b) 40.
e) 5.
c) 20.
d)
teto
sombra
penumbra
parede
e)
teto
sombra
luz
parede
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5. (Uni-Rio-RJ) “Amor é dado de graça,
é semeado no vento,
na cachoeira, no eclipse.
Amor foge a dicionários
e regulamentos vários.”
Carlos Drummond de Andrade
Sobre o eclipse citado nos versos de Drummond,
se for um eclipse total do Sol, afirma-se que ele
ocorrerá:
a) durante o dia e em fase de Lua cheia.
b) durante o dia e em fase de Lua nova.
c) durante a noite e em fase de Lua nova.
d) durante a noite e em fase de Lua cheia.
e) sempre durante o dia, em qualquer fase de Lua.
6. (Ufal) A figura a seguir ilustra um espelho plano e
imagem refletida pelo espelho possa ainda ser vista pelo bebê?
a) 0,5 m
d) 2,0 m
b) 1,0 m
e) 2,5 m
c) 1,5 m
9. (Ufac) Um espelho plano sofre um giro de 30° em
torno de um eixo contido no seu plano. Qual o ângulo de giro do raio refletido?
a) 15°
d) 60°
b) 20°
e) 45°
c) 25°
10. (UFRGS) A figura abaixo representa a vista frontal
de Homer comendo em frente a dois espelhos planos, posicionados perpendicularmente entre si.
dois pontos, A e B, situados ao longo da linha perpendicular ao espelho. A distância do ponto B à
imagem do ponto A é igual a:
B
A
2 cm
a) 6 cm.
b) 5 cm.
c) 4 cm.
1 cm
d) 3 cm.
e) 2 cm.
Assinale a alternativa que representa a imagem
que Homer observa nos espelhos.
a)
d)
b)
e)
7. (Uespi) Sentada na cadeira de um salão de beleza,
uma moça olha, num espelho plano localizado diretamente à sua frente, a imagem da sua cabeleireira, que está localizada em pé atrás dela. Sabe-se
que a distância horizontal dos olhos da moça até o
espelho plano é de 0,9 m, enquanto a distância horizontal da cabeleireira à moça é de 0,4 m. Considerando essas informações, a que distância horizontal
dos olhos da moça fica a imagem da cabeleireira
fornecida por tal espelho plano?
a) 2,6 m
b) 2,2 m
c) 1,7 m
d) 1,3 m
e) 0,4 m
c)
8. (UEMS) Um bebê e sua mãe estão brincando dian-
11. (UFRJ) Os quadrinhos a seguir mostram dois mo-
te de um espelho plano de 1 m de largura. Os dois
estão no centro do espelho e distantes 1 m dele.
Calmamente, a mãe começa a se afastar lateralmente de seu bebê. Qual a máxima distância que a
mãe pode se afastar de seu bebê para que a sua
mentos distintos. No primeiro quadrinho, Maria
está na posição A e observa sua imagem fornecida
pelo espelho plano E. Ela, então, caminha para a
posição B, na qual não consegue mais ver sua imagem; no entanto, Joãozinho, posicionado em A,
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consegue ver a imagem de Maria na posição B,
como ilustra o segundo quadrinho.
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Maria na posição A
Maria na posição B e
Joãozinho na posição A
Reproduza o esquema ilustrado abaixo e desenhe
raios luminosos apropriados que mostrem como
Joãozinho consegue ver a imagem de Maria.
E
B
A
12. (Ufop-MG) Considere um espelho esférico, de dis-
tância focal f e raio de curvatura r. Seja ainda o e i
as respectivas distâncias de um objeto e de sua
imagem ao vértice do espelho. Assinale a afirmativa incorreta.
a) Se o espelho for côncavo e o for maior que r, a
imagem é real.
b) Se o espelho for convexo e o for maior que r, a
imagem é virtual.
c) Se o espelho for côncavo e o for menor que f, a
imagem é menor que o objeto.
d) Se o espelho for convexo e o for menor que f, a
imagem é menor que o objeto.
13. (Unifor-CE) Um espelho esférico projeta sobre uma
tela a imagem de uma pequena vela acesa, ampliada 5 vezes. A distância da vela até a tela é de 6,0 m.
Nessas condições, o raio de curvatura do espelho,
em metros, vale:
a) 3,0. b) 2,5. c) 2,0. d) 1,5. e) 1,0.
15. (Uespi) Quando você olha em um espelho esférico
côncavo e vê seu rosto aumentado, pode-se dizer
que, em relação ao espelho, o seu rosto se encontra:
a) mais afastado que o centro de curvatura do espelho.
b) exatamente no centro de curvatura do espelho.
c) entre o centro de curvatura e o foco do espelho.
d) exatamente no foco do espelho.
e) entre o foco e o espelho.
16. (UEPB) O espelho esférico foi estudado pelo matemático grego Euclides (325 a.C. a 265 a.C.) em sua
obra Catroptics, datada de 300 a.C., [...] o nome de
Euclides está intrinsecamente ligado à geometria.
Ao postular a propagação em linha reta dos raios
luminosos, ele tornou a óptica uma simples divisão
da geometria. (Ricardo Barthem, Temas atuais de
Física: a luz, São Paulo: Livraria da Física, 2005, p. 5.)
Os espelhos esféricos são aplicados tecnologicamente em uma variedade de instrumentos e objetos. No caso dos espelhos convexos, estes são
utilizados como espelhos retrovisores de veículos,
nas saídas das garagens de prédios e nas portas
de certos elevadores. Considerando que um desses espelhos tem 20 cm de distância focal e conjuga uma imagem a 4 cm do seu vértice, a distância do objeto ao espelho é de:
a) –3,3 cm
d) +5 cm
b) +3,3 cm
e) –4 cm
c) –5 cm
17. (UPE) O espelho convexo, pelo fato de possuir um
campo visual maior, está sendo utilizado nas guaritas de condomínios, nos supermercados, entre outros locais, com o objetivo de ampliar a área de
observação para uma maior vigilância pelos seguranças. A imagem vista através desse espelho está
situada entre o:
14. (UFPR) 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 para em pé entre o ponto
focal do espelho e o vértice dele. 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.
c) Estou me vendo menor e de cabeça para baixo.
d) Estou me vendo do mesmo tamanho.
e) Estou me vendo em pé e menor.
a) foco e o centro de curvatura do espelho e é real.
b) centro de curvatura e o vértice do espelho e
é real.
c) foco e o centro de curvatura do espelho e é virtual.
d) foco e o vértice do espelho e é virtual.
e) foco e o vértice do espelho e é real.
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18. (UFPB) Com relação a uma experiência envolven-
22. (IME-RJ) Uma pequena barra metálica é solta no
do 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.
d) II e III.
b) II e IV.
e) I e II.
c) I e IV.
instante t = 0 s do topo de um prédio de 32 m de
altura. A aceleração da gravidade local é 10 m/s2.
19. (Ufac) Um pássaro está a 90 cm de um espelho
convexo, cuja distância focal é 10 cm. Qual a distância da imagem ao espelho?
a) 90,0 cm
d) 0,9 cm
b) –9,0 cm
e) –80,0 cm
c) 100,0 cm
20. (UFJF-MG) Na entrada de um shopping, é colocado
um grande espelho convexo de distância focal
40 cm. Uma criança se assusta quando vê sua imagem refletida no espelho. Considerando que, nesse momento, a criança se encontra a 1,2 m do vértice do espelho, podemos afirmar que ela vê sua
imagem nesse espelho:
a) três vezes maior.
b) duas vezes menor.
c) quatro vezes maior.
d) quatro vezes menor.
e) três vezes menor.
21. (Mack-SP) Dispõe-se de dois espelhos esféricos,
um convexo e um côncavo, com raios de curvatura 20,0 cm cada um, e que obedecem às condições de Gauss. Quando um objeto real é colocado perpendicularmente ao eixo principal do espelho convexo, a 6,0 cm de seu vértice, obtém-se
uma imagem conjugada de 1,5 cm de altura. Para
que seja obtida uma imagem conjugada, também de 1,5 cm de altura, colocando esse objeto
perpendicularmente ao eixo principal do espelho
côncavo, sua distância até o vértice desse espelho deverá ser:
a) 11,0 cm.
d) 30,0 cm.
b) 15,0 cm.
e) 52,0 cm.
c) 26,0 cm.
32 m
A barra cai na direção de um espelho côncavo colocado no solo, conforme indicado na figura. Em certo instante, a imagem da barra fica invertida, 30 cm
acima da barra e quatro vezes maior que ela. O instante em que isso ocorre é, aproximadamente:
a) 2,1 s.
b) 2,2 s.
c) 2,3 s.
d) 2,4 s.
e) 2,5 s.
23. (FGV-SP) Neste poema, Paulo Leminski brinca com
a reflexão das palavras, dando forma e significado a
sua poesia ao imaginar a reflexão em um espelho
de água.
LUA
LUA NA
NA AGUA
AGUA
ALGUMA
A GU A LUA
LUA ALGUMA
L U A
Paulo Leminski
Para obter o mesmo efeito de inversão das letras, se
os dizeres da primeira linha estiverem sobre o eixo
principal de um espelho esférico côncavo, com sua
escrita voltada diretamente à face refletora do espelho, o texto corretamente grafado e o anteparo
onde será projetada a imagem devem estar localizados sobre o eixo principal, nessa ordem:
a) no mesmo lugar e sobre o foco.
b) no mesmo lugar e sobre o vértice.
c) no centro de curvatura e sobre o foco.
d) no foco e sobre o centro de curvatura.
e) no mesmo lugar e sobre o centro de curvatura.
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em que o espelho E1 é plano, e E2 é um espelho
esférico côncavo de Gauss, e, ainda, o objeto O tem
uma altura de 4 cm.
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24. (UPE) Considere as informações na figura a seguir,
E2
E1
r1
O
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C
F
Com base nos valores contidos no gráfico, escreva
o nome do espelho esférico utilizado e determine
a medida de seu raio de curvatura.
26. (UFRJ) Um dispositivo para a observação da imagem do Sol é constituído por dois espelhos esféricos concêntricos e uma tela, como ilustra a figura a
seguir. O espelho convexo tem raio de curvatura R1
igual a 12 cm e o espelho côncavo tem raio de curvatura R2 igual a 30 cm.
1 cm
Considere as afirmações e conclua. Assinale na coluna I as afirmativas verdadeiras e na coluna II as
falsas.
I
II
0
A imagem do objeto O relativo ao espe0 lho E1 encontra-se a 30 cm do centro de
curvatura do espelho E2.
1
1
2
O raio r1 que incide no espelho E1 , para2 lelo ao eixo principal, é refletido e passa
pelo foco.
3
3
4
A imagem do objeto O relativo ao espelho E2 é real, invertida e maior.
O aumento linear transversal do espelho E2 vale –0,5.
25. (UFABC-SP) A partir de medições da distância (p)
em que um objeto está colocado diante de um espelho esférico e o correspondente valor obtido
para o aumento transversal linear (A), foi elaborado
o gráfico a seguir.
A
6
2
–4
–6
R1
R2
Calcule o valor da distância (d) entre a tela e o centro de curvatura C, comum aos dois espelhos,
quando a imagem do Sol se forma com nitidez sobre a tela.
27. (UFPB) Um feixe de luz contínuo e monocromático
incide do ar para um líquido transparente, conforme o diagrama a seguir, onde as distâncias estão
dadas em metros.
2m
3m
ar
líquido
3m
1m
Sendo a velocidade da luz no ar igual a 3,0  108 m/s,
conclui-se que a velocidade da luz no líquido será:
d) 0,5  108 m/s.
a) 2,0  108 m/s.
e) 2,5  108 m/s.
b) 1,5  108 m/s.
8
c) 3,0  10 m/s.
28. (Unifor-CE) Um feixe de luz monocromática propa-
4
–2
raios solares
d
tela
A distância da imagem do objeto O ao
4 vértice V, relativo ao espelho E2 , vale
30 cm.
0
C
p (m)
1
2
3
gando-se num meio transparente, de índice de refração n1 = 2,4, chega à superfície de separação
com outro meio transparente, de índice de refração n2 = 1,2. Analise as afirmações:
I. O comprimento de onda da luz no meio de índice n1 é a metade do comprimento de onda
no meio de índice n2.
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II. A velocidade da luz no meio de índice n1 é o
dobro da velocidade da luz no meio de índice
n2 .
III. Se o ângulo de incidência for 45°, parte da luz
se refrata e parte se reflete.
Está correto o que se afirma somente em:
a) I.
d) I e II.
b) II.
e) I e III.
c) III.
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29. (Ufla-MG) O índice de refração n da luz em qualquer meio, exceto no vácuo, depende do comprimento de onda da luz. A figura abaixo representa
dois raios de luz paralelos, um vermelho e outro
azul, que incidem sobre uma superfície plana de
um bloco de uma substância transparente.
azul
vermelho
31. (UFMG) Quando, em uma região plana e distante
ar
substância
�r
�r < �r
�r
A
V
A
V
Considerando nA e nV os índices de refração para
os raios de luz azul e vermelha e vA e vV suas velocidades, pode-se afirmar que nessa substância
transparente:
c) nA < nV e vA < vV .
a) nA > nV e vA > vV .
d) nA < nV e vA > vV .
b) nA > nV e vA < vV .
30. (Unioeste-PR) Na tabela abaixo são mostrados os
índices de refração absolutos (n) de algumas substâncias.
Substância
n
ar
1
água
vidro
zircônio
b) Quanto maior for a velocidade da luz num meio
material, maior será o valor do índice de refração
absoluto desse material.
c) Um feixe de luz, inicialmente no ar, incide com
um ângulo θ (diferente de zero) sobre uma superfície plana de água, sendo refratado. Um segundo feixe de luz, também inicialmente no ar,
incide com o mesmo ângulo θ sobre uma superfície plana de zircônio, sendo refratado. O
ângulo de refração será menor na água do que
no zircônio.
d) Um feixe de luz que passa do ar para o vidro
através de uma interface plana entre os dois materiais terá um ângulo de refração maior que o
ângulo de incidência, exceto para ângulos de
incidência iguais a zero.
e) Não existe ângulo limite de refração para um feixe de luz que atravessa uma interface plana,
passando da água para o zircônio.
4
3
3
2
2
A partir desses valores e dos princípios da propagação da luz em meios materiais, é correto afirmar que:
a) A razão entre o valor da velocidade da luz se propagando no vidro e o valor da velocidade da luz
17
.
se propagando na água é de
6
de obstáculos, se ouve o som de um avião voando,
parece que esse som vem de uma direção diferente daquela em que, no mesmo instante, se enxerga
o avião. Considerando essa situação, é correto afirmar que isso ocorre porque:
a) a velocidade do avião é maior que a velocidade
do som no ar.
b) a velocidade do avião é menor que a velocidade
do som no ar.
c) a velocidade do som é menor que a velocidade
da luz no ar.
d) o som é uma onda longitudinal e a luz uma
onda transversal.
32. (UFU-MG) Um raio de luz monocromática caminha
no vidro na direção da interface vidro/água. Sabendo que o ângulo de incidência é tal que ocorre
uma reflexão total e que nvidro > nágua > nar, marque
para as alternativas abaixo (V) verdadeira, (F) falsa
ou (SO) sem opção.
1. ( ) Se trocarmos a água por ar, o ângulo limite
de incidência para reflexão total diminuirá.
2. ( ) Enquanto ocorrer reflexão total, um observador na água não verá a fonte de luz.
3. ( ) A reflexão total se dá apenas quando o raio viaja
de um meio de índice de refração menor para
um outro meio de índice de refração maior.
4. ( ) Na condição de reflexão total na interface vidro/água, a soma do ângulo limite de incidência mais o ângulo de refração é igual a 90°.
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33. (Ufam) Quando um raio de luz monocromática,
35. (FGV-SP) Um feixe de luz monocromática, provenien-
proveniente de um meio homogêneo, transparente e isótropo, identificado por meio A, incide sobre
a superfície de separação com um meio B, também homogêneo, transparente e isótropo, passa a
se propagar nesse segundo meio conforme mostra a figura.
te de um meio óptico A, incide sobre a superfície de
separação desse meio com um meio óptico B. Após
a incidência, o raio segue por entre os dois meios,
não refletindo nem penetrando o novo meio.
A
�
meio óptico B
Questões de Vestibulares
�
B
Sabendo que o ângulo  é menor que o ângulo ,
podemos afirmar que:
a) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B somente se  é o ângulo
limite de refração.
b) no meio A a velocidade de propagação da luz é
sempre igual à velocidade no meio B.
c) no meio A a velocidade de propagação da luz é
menor que no meio B.
d) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B somente se  é o ângulo
limite de incidência.
e) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B.
34. (Uespi) Um raio de luz monocromática, incidindo a
partir de um meio 1, passa para um meio 2 e, em
seguida, para um meio 3 (ver figura). Os respectivos índices de refração dos meios satisfazem a desigualdade n1 < n2 < n3. As interfaces de separação
entre os meios são paralelas.
�1
meio óptico A
meio 1
�2
meio 2
meio 3
A razão n3/n1 é dada por:
a) sen (θ1)/sen (θ3).
b) sen (θ3)/sen (θ1).
c) sen (θ3)[sen (θ2)]2/sen (θ1).
d) sen (θ3)/{[sen (θ2)]2  sen (θ1)}.
e) [sen (θ2)]2/[sen (θ1)  sen (θ3)].
�3
Com relação a esse acontecimento, analise:
I. O meio óptico A tem um índice de refração
maior que o meio óptico B.
II. Em A, a velocidade de propagação do feixe é
maior que em B.
III. Se o ângulo de incidência (medido relativamente à normal à superfície de separação) for
aumentado, o raio de luz reflete, permanecendo no meio A.
IV. Se o raio de luz penetrasse o meio B, a frequência da luz monocromática diminuiria.
Está correto o contido apenas em:
a) I e III.
b) II e III.
c) II e IV.
d) I, II e IV.
e) I, III e IV.
36. (UTFPR) Um recipiente de base retangular e dimensões 30 cm por 40 cm contém certo volume
de tetracloreto de carbono, um líquido cujo índice
de refração é aproximadamente igual a 1,5. Uma
pessoa observando por cima, com os olhos numa
direção normal à superfície da água e ao fundo horizontal do recipiente, avalia que a profundidade
do líquido aparenta ser de 4,0 cm. Considerando o
índice de refração do ar igual a 1, é possível concluir que a profundidade real do líquido, em cm, é
aproximadamente igual a:
a) 2,7.
b) 4,0.
c) 5,5.
d) 6,7.
e) 6,0.
37. (Unifesp) Na figura, P representa um peixinho no
interior de um aquário a 13 cm de profundidade
em relação à superfície da água. Um garoto vê esse
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O2
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O1
Sabendo que a linha AC é o prolongamento do
raio incidente, d = 4 cm e BC = 1 cm, assinale a alternativa que contém o valor de n.
5√2
3√3
d) 1,5
c)
a) 2√3
b)
6
2
40. (UFF-RJ) Ao passar por um prisma, a luz branca é se-
P
Sendo nágua = 1,3 o índice de refração da água, pode-se afirmar que o garoto vê o peixinho a uma
profundidade de:
a) 10 cm, de ambas as posições.
b) 17 cm, de ambas as posições.
c) 10 cm em O1 e 17 cm em O2 .
d) 10 cm em O1 e a uma profundidade maior que
10 cm em O2 .
e) 10 cm em O1 e a uma profundidade menor que
10 cm em O2 .
38. (Uerj) Uma caixa-d’água cilíndrica, com altura
h = 36 cm e diâmetro D = 86 cm, está completamente cheia de água. Uma tampa circular, opaca e
plana, com abertura central de diâmetro d, é colocada sobre a caixa. No esquema a seguir, R representa o raio da tampa e r, o raio de sua abertura.
Determine o menor valor assumido por d para que
qualquer raio de luz incidente na abertura ilumine
diretamente o fundo da caixa, sem refletir nas paredes verticais internas. Dado: nágua = 1,345.
parada em componentes com diferentes frequências. Isso ocorre porque a velocidade da luz no prisma depende da frequência. O gráfico representa,
esquematicamente, a dependência da velocidade
da luz no prisma com o comprimento de onda da
luz. Assinale a opção que representa corretamente a
separação da luz branca ao passar pelo prisma.
Velocidade (108 m/s)
L Z
A
R
ATU
PER
TEM
ONDAS
peixinho através da superfície livre do aquário,
olhando de duas posições: O1 e O2 .
1,9
1,8
1,7
1,6
1,5
0
0,5
1
1,5
Comprimento de onda (�m)
a)
b)
R
r
c)
h
D
39. (Uece) Um raio de luz propagando-se no ar incide,
com um ângulo de incidência igual a 45°, em uma
das faces de uma lâmina feita com um material
transparente de índice de refração n, como mostra
a figura.
A
ar
n
d)
e)
d
C
ar
0
B
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41. (Udesc) A figura abaixo mostra o trajeto de um raio
de luz branca através de um prisma de vidro.
ÃO
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MÁQ
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vermelho
prisma
Questões de Vestibulares
alaranjado
amarelo
verde
azul
anil
luz branca
violeta
Analise as afirmações sobre o fenômeno da dispersão da luz mostrado na figura.
I. No interior do prisma as diversas cores possuem velocidades de propagação diferentes.
II. O índice de refração do vidro é menor do que o
índice de refração do ar.
III. A luz branca é refratada ao entrar no prisma, e as
cores também são refratadas ao deixar o prisma.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa II é verdadeira.
e) Somente a afirmativa III é verdadeira.
42. (UFG-GO) Com a finalidade de obter um efeito visual através da propagação da luz em meios homogêneos, colocou-se dentro de um aquário um
prisma triangular feito de vidro crown, conforme
mostra a figura abaixo.
43. (UTFPR) Antes da chegada de uma frente fria, é comum a formação de nuvens altas e muito finas,
compostas por cristais de gelo, os quais têm a forma de minúsculos prismas de base hexagonal.
Graças à refração da luz solar no interior do gelo,
esse fenômeno é perceptível visualmente por observadores na superfície terrestre, na forma de um
halo de bordas coloridas, que circunda o Sol.
O esquema mostra a projeção de um cristal prismático sobre sua base e um feixe de raios paralelos, de cor azul, incidindo obliquamente na face
PQ. A óptica geométrica mostra que a borda azul
do halo é causada por esse feixe quando emerge
do gelo para o ar na face RS.
U
P
ar
gelo
T
Q
R
ar
S
Entre as direções de saída indicadas, selecione a
única que pode estar de acordo com a lei da refração, sabendo que o índice de refração do gelo é
maior que o do ar.
d)
a)
líquido
45°
A
B
90°
45°
b)
e)
C
Um feixe de luz violeta, após refratar-se na parede
do aquário, incidiu perpendicularmente sobre a
face A do prisma, atingindo a face B. Com base
nesses dados e conhecidos os índices de refração
do prisma e do líquido, respectivamente, 1,52 e
1,33, conclui-se que o efeito obtido foi um feixe de
luz emergindo da face:
a) B, por causa da refração em B.
b) C, por causa da reflexão total em B.
c) B, por causa da reflexão total em B e C.
d) C, por causa da reflexão em B seguida de refração em C.
e) A, por causa das reflexões em B e C e refração
em A.
c)
44. (UFSC) A aparência do arco-íris é causada pela dispersão da luz do Sol, a qual sofre refração pelas gotas de chuva. A luz sofre uma refração inicial quando penetra na superfície da gota de chuva; dentro
da gota ela é refletida e sofre nova refração ao sair
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da gota. (Disponível em: http://pt.wikipedia.org/
wiki/Arco-%C3%ADris, acesso em: 25/7/2006.)
Com o intuito de explicar o fenômeno, um aluno
desenhou as possibilidades de caminhos ópticos
de um feixe de luz monocromática em uma gota
de água, de forma esférica e de centro geométrico
O, representados nas figuras A, B, C, D e E.
θ
30°
sen θ
1
2
√3
2
√3
3
ar
cos θ
O
O
tg θ
água
água
Fig. A
Fig. B
ar
Questões de Vestibulares
O ângulo de incidência θi é 30° e θr é um ângulo
que permite a aproximação sen θr = tg θr. Determine o tamanho da imagem I, considerando o índice
de refração do vidro 1,7 e do ar 1,0.
ar
ar
O
O
água
46. (UFC-CE) Considere um raio de luz monocromático incidindo perpendicularmente em uma das faces (AB) de um prisma de seção reta triangular,
cujos lados são do mesmo tamanho. Suponha que
o prisma está mergulhado no ar e possui índice de
refração absoluto n. Obtenha a condição sobre n
para que haja emergência do raio de luz apenas
pela face AC. Considere que o índice de refração
absoluto do ar é igual a 1.
água
Fig. C
Fig. D
ar
A
O
C
água
Fig. E
B
Admitindo que o índice de refração do ar (nar) seja
menor que o índice de refração da água (nágua), assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01. A velocidade da luz no ar é maior do que na
água.
02. A e D são caminhos ópticos aceitáveis.
04. B e C são caminhos ópticos aceitáveis.
08. D e E são caminhos ópticos aceitáveis.
16. A e C são caminhos ópticos aceitáveis.
32. B e E são caminhos ópticos aceitáveis.
45. (Vunesp) Um objeto O é colocado frente a um corpo com superfície esférica e uma imagem I desse
objeto é criada a uma distância de 14 cm do vértice V da superfície, como ilustrado na figura.
O
C
�i
ar
V
�r
l
vidro crown
47. (UFF-RJ) A figura abaixo mostra o trajeto parcial de
um raio luminoso que, incidindo sobre uma face de
um cubo de material transparente, incide sobre uma
face adjacente à primeira depois de refratado.
ar
�2
�3
�1
material transparente
A velocidade de propagação da luz v no interior do
cubo pode ser escrita em função da velocidade da
luz no vácuo c como v = fc, onde f é um número
adimensional característico do material de que o
cubo é feito.
a) Determine, examinando a figura, se f é maior,
menor ou igual a 1. Justifique sua resposta
apoiando-a em conceitos e leis físicas.
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b) Qual o valor limite do ângulo θ3 acima do qual
não mais existe raio refratado através da segunda face do cubo?
c) Se o ângulo θ1 é exatamente aquele que provoca
o valor limite de θ3 calculado no item anterior,
para que exista raio refratado na segunda face
você deve aumentar ou diminuir o ângulo θ1?
Justifique sua resposta apoiando-a em leis físicas.
d) Verifica-se experimentalmente que é impossível
ver através de faces adjacentes de cubos de acrílico, material cujo índice de refração é 1,5. Usando o raciocínio utilizado no item anterior, considere o ângulo θ1 o mais favorável possível e mostre que, para um cubo de acrílico, mesmo um
raio que incida na primeira face com esse ângulo
ainda sofrerá reflexão total na segunda face.
48. (Unifesp) 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.
c) I é virtual; II e III são reais.
d) I é real; II e III são virtuais.
e) as três são reais.
Após atravessar a lente, cada feixe irá convergir para
um ponto do eixo, a uma distância f do centro da
lente. Sabendo que os comprimentos de onda da
luz azul, amarela e vermelha são 450 nm, 575 nm e
700 nm respectivamente, pode-se afirmar que:
a) fazul = famarelo = fvermelho.
b) fazul = famarelo < fvermelho.
c) fazul > famarelo > fvermelho.
d) fazul < famarelo < fvermelho.
e) fazul = famarelo > fvermelho.
50. (Mack-SP) Uma lente delgada convergente tem
distância focal de 20 cm. Para se obter uma imagem conjugada de um objeto real, maior que o
próprio objeto e não invertida, esse deverá ser colocado sobre o eixo principal da lente:
a) a 40 cm do centro óptico.
b) a 20 cm do centro óptico.
c) a mais de 40 cm do centro óptico.
d) entre 20 cm e 40 cm do centro óptico.
e) a menos de 20 cm do centro óptico.
51. (PUC-SP) Na figura a seguir, em relação ao instrumento óptico utilizado e às características da imagem nele formada, é possível afirmar que é uma
imagem:
49. (Vunesp) Três feixes paralelos de luz, de cores vermelha, amarela e azul, incidem sobre uma lente
convergente de vidro crown, com direções paralelas ao eixo da lente. Sabe-se que o índice de refração n desse vidro depende do comprimento de
onda da luz, como mostrado no gráfico da figura.
n
Fonte: Folha de S.Paulo, 4/11/2007.
1,70
a) real, formada por uma lente divergente, com o objeto (livro) colocado entre o foco objeto e a lente.
b) virtual, formada por uma lente convergente,
com o objeto (livro) colocado entre o foco objeto e a lente.
c) virtual, formada por uma lente divergente, com
o objeto (livro) colocado entre o foco objeto e a
lente.
1,65
1,60
1,55
1,50
200
300
400
500
600
700
800
900 1 000 � (nm)
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d) real, formada por uma lente convergente, com o
objeto (livro) colocado entre o foco objeto e o
ponto antiprincipal objeto da lente.
e) virtual, formada por uma lente convergente,
com o objeto (livro) colocado sobre o foco objeto da lente.
Questões de Vestibulares
52. (Ufal) Uma lente delgada convergente possui distância focal igual a 20 cm. Um objeto posicionado
no eixo da lente tem a sua imagem virtual situada
a 5 cm da lente. Nesse caso, pode-se afirmar que a
distância do objeto em relação à lente é igual a:
a) 1 cm.
d) 5 cm.
b) 2 cm.
e) 8 cm.
c) 4 cm.
2
f.
3
b) f.
3
c) f.
2
d) 2f.
a)
e) 3f.
55. (UEG-GO) O filme publicitário Copo foi criado pela
Lew Lara para o grupo Schincariol como propaganda de caráter social, já que sua temática chama
a atenção dos perigos da combinação de álcool
com direção. Considere que o copo cheio de cerveja se comporte como uma lente convergente
com índice de refração maior que o índice do ar.
53. (UFMT) Uma vela é colocada perpendicularmente
ao eixo principal em duas posições, 30 cm e depois
10 cm, de uma lente esférica delgada convergente
de distância focal | f | = 20 cm. A imagem da vela
nas duas posições, respectivamente, é:
a) real, direita e maior que a vela; virtual, direita e
maior que a vela.
b) virtual, invertida e maior que a vela; real, direita e
maior que a vela.
c) virtual, direita e maior que a vela; real, invertida e
menor que a vela.
d) real, invertida e menor que a vela; virtual, direita
e menor que a vela.
e) real, invertida e maior que a vela; virtual, direita e
maior que a vela.
54. (Fatec-SP) Sobre uma mesa, são colocados alinhados uma vela acesa, uma lente convergente e um
alvo de papel.
A bebida
A bebida
confunde
o motorista
Copo. Filme publicitário. Lew Lara Publicidade.
Disponível em: <www.portaldapropaganda.com>
Acesso em: 20 set. 2007 [adaptado].
Com relação à formação da imagem formada pelo
copo de cerveja, é correto afirmar:
a) Não passa de uma montagem computacional,
sem nenhuma justificativa física.
b) Independe da posição do objeto em relação à
lente convergente.
c) É necessário que o objeto se encontre atrás do
foco da lente convergente.
d) É necessário que o objeto fique entre o foco e o
vértice da lente convergente.
56. (Fuvest-SP) Um sistema de duas lentes, sendo uma
Inicialmente, a vela é afastada da lente tanto quanto possível, e ajusta-se a posição do alvo para se
obter nele a imagem mínima da vela. Mede-se e
anota-se a distância f do alvo à lente. Aproximan3
do-se a vela até que fique à distância f da lente,
2
para captar imagem nítida da vela o alvo deverá ser
posicionado à distância da lente igual a:
convergente e outra divergente, ambas com distâncias focais iguais a 8 cm, é montado para projetar círculos luminosos sobre um anteparo. O diâmetro desses círculos pode ser alterado variando-se a posição das lentes.
lente
lente
convergente divergente
anteparo
4 cm
8 cm
8 cm
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Em uma dessas montagens, um feixe de luz, inicialmente de raios paralelos e 4 cm de diâmetro,
incide sobre a lente convergente, separada da divergente por 8 cm, atingindo finalmente o anteparo, 8 cm adiante da divergente. Nessa montagem específica, o círculo luminoso formado no
anteparo é mais bem representado por:
4 cm
Questões de Vestibulares
6 cm
b)
n1
n2
pequeno
círculo
2 cm
a)
ridas no vácuo (índice de refração igual a 1). Os raios
de curvatura de ambas as lentes têm o mesmo valor; entretanto, seus índices de refração diferem.
c)
d)
8 cm
e)
57. (UFPE) Usando uma lente biconvexa queremos
formar a imagem de um objeto numa tela localizada a 80 cm do objeto. O tamanho da imagem deve
ser igual ao tamanho do objeto. Qual deverá ser a
distância focal da lente em cm?
58. (UFTM-MG) Duas lentes esféricas, uma plano-convexa e outra plano-côncava, são justapostas e inse-
A vergência do conjunto, resultado da adição das
vergências individuais de ambas as lentes, em di,
pode ser determinada por:
a) C =
n1 + n2
.
2R
b) C =
n1
 R.
n2
c) C =
n2 – n1
.
R
d) C =
n1 + n2
.
R
e) C =
n1 – n2
.
R
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