1a_Serie_Lista_2_PRP03

LISTA 2 – 1ª Série – PRP03
1. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2016) Uma estudante de medicina, dispondo de
espelhos esféricos gaussianos, um côncavo e outro convexo, e lentes esféricas de bordos
finos e de bordos espessos, deseja obter, da tela de seu celular, que exibe a bula de um
determinado medicamento, e aqui representada por uma seta, uma imagem ampliada e
que possa ser projetada na parede de seu quarto, para que ela possa fazer a leitura de
maneira mais confortável.
Assinale a alternativa que corresponde à formação dessa imagem, através do uso de um
espelho e uma lente, separadamente.
a)
b)
c)
d)
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2. (Fuvest 2016) Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d’água cilíndrica de
0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com
água, como esquematizado na figura.
Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo
um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se
Note e adote:
Índice de refração da água: 1,4
n1 sen(θ1 )  n2 sen(θ2 )
sen(20)  cos(70)  0,35
sen(30)  cos(60)  0,50
sen(45)  cos(45)  0,70
sen(60)  cos(30)  0,87
sen(70)  cos(20)  0,94
a) θ  20
b) θ  30
c) θ  45
d) θ  60
e) θ  70
3. (Ufjf-pism 2 2016) No seu laboratório de pesquisa, o aluno Pierre de Fermat utiliza
um sistema de fibras ópticas para medir as propriedades ópticas de alguns materiais. A
fibra funciona como um guia para a luz, permitindo que esta se propague por reflexões
totais sucessivas. Em relação aos fenômenos de reflexão e refração, assinale a
alternativa CORRETA:
a) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio menos refringente
para um mais refringente;
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b) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio mais refringente para
um menos refringente;
c) A luz não sofre reflexões no interior da fibra óptica, ela simplesmente se curva junto
com a curvatura da fibra;
d) O efeito de reflexão total só ocorre em função da proteção plástica que envolve as
fibras; sem a proteção, a luz irá se perder;
e) A Lei de Snell não prevê que ocorra o fenômeno de refração.
4. (Ufu 2016) Um famoso truque de mágica é aquele em que um ilusionista caminha
sobre a água de uma piscina, por exemplo, sem afundar. O segredo desse truque é haver,
sob a superfície da água da piscina, um suporte feito de acrílico transparente, sobre o
qual o mágico se apoia, e que é de difícil detecção pelo público.
Nessa situação, o acrílico é quase transparente porque
a) seu índice de refração é muito próximo ao da água da piscina.
b) o ângulo da luz incidente sobre ele é igual ao ângulo de reflexão.
c) absorve toda a luz do meio externo que nele é incidida.
d) refrata toda a luz que vem do fundo da piscina.
5. (G1 - cps 2016) Se um aventureiro ficar perdido nas proximidades de um lago
congelado, poderá experimentar uma técnica de sobrevivência. Essa técnica consiste em
produzir fogo utilizando apenas um material de fácil combustão e um pedaço de gelo
transparente, retirado da superfície desse lago. Ele deverá fazer seu pedaço de gelo
assumir formato de um disco e, posteriormente, afinar suas bordas de modo uniforme.
Para essa finalidade, o gelo assim moldado assumira o papel de
a) uma superfície especular.
b) uma lente convergente.
c) uma lente divergente.
d) um espelho côncavo.
e) um espelho convexo.
6. (Unifesp 2015) O pingente de um colar é constituído por duas peças, A e B, feitas
de materiais homogêneos e transparentes, de índices de refração absolutos nA  1,6  3 e
nB  1,6. A peça A tem o formato de um cone reto e a peça B, de uma semiesfera.
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Um raio de luz monocromático R propaga-se pelo ar e incide, paralelamente ao eixo do
cone, no ponto P da superfície cônica, passando a se propagar pelo material da peça A.
Atinge o ponto C, no centro da base do cone, onde sofre nova refração, passando a
propagar-se pelo material da peça B, emergindo do pingente no ponto Q da superfície
esférica. Desde a entrada até a sua saída do pingente, esse raio propaga-se em um
mesmo plano que contém o vértice da superfície cônica. A figura 1 representa o
pingente pendurado verticalmente e em repouso e a figura 2, a intersecção do plano que
contém o raio R com o pingente. As linhas tracejadas, indicadas na figura 2, são
paralelas entre si e α  30.
a) Calcule o valor do ângulo β indicado na figura 2, em graus.
b) Considere que a peça B possa ser substituída por outra peça B', com o mesmo
formato e com as mesmas dimensões, mas de maneira que o raio de luz vertical R
sempre emerja do pingente pela superfície esférica.
Qual o menor índice de refração do material de B' para que o raio R não emerja pela
superfície cônica do pingente?
7. (Pucrj 2015) Um rapaz está deitado rente à margem de um lago salgado. Um peixe se
encontra submerso logo à frente do rapaz, mas este não o consegue ver devido ao
fenômeno de reflexão total.
Sendo θ o ângulo indicado na figura, qual das respostas abaixo corresponde a um valor
possível de sen θ ?
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Considere: nágua  1,5
nar  1,0
a) 1 3
b) 4 5
c) 1 2
d) 3 5
e) 2 5
8. (G1 - col. naval 2015) Observe a figura a seguir.
Uma das maiores revoluções ocorridas nas últimas décadas foi o uso de cabos de fibra
óptica para o tráfego de dados (voz, imagem, som, ...) através das redes de
telecomunicação.
O maior desses cabos, atualmente, é o SeaMewe 3 que sai da Alemanha e chega até a
Coreia do Sul, passando por 32 países, num total de 39.000 km de comprimento.
Considerando a trajetória da luz pela fibra óptica (ver figura) e que o tempo médio de
transmissão de dados entre a Alemanha e a Coreia do Sul seja de, aproximadamente,
0,195 s, pode-se afirmar que na fibra óptica ocorre o fenômeno da
a) dispersão e a luz tem velocidade de 200.000 km s.
b) reflexão e a luz tem velocidade de 200.000 km s.
c) refração e a luz tem velocidade de 200.000 km s.
d) reflexão e a luz tem velocidade de 300.000 km s.
e) refração e a luz tem velocidade de 300.000 km s.
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9. (Espcex (Aman) 2015) Uma fibra óptica é um filamento flexível, transparente e
cilíndrico, que possui uma estrutura simples composta por um núcleo de vidro, por onde
a luz se propaga, e uma casca de vidro, ambos com índices de refração diferentes.
Um feixe de luz monocromático, que se propaga no interior do núcleo, sofre reflexão
total na superfície de separação entre o núcleo e a casca segundo um ângulo de
incidência α, conforme representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra).
Com relação à reflexão total mencionada acima, são feitas as afirmativas abaixo.
I. O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente.
II. Para que ela ocorra, o ângulo de incidência α deve ser inferior ao ângulo limite da
superfície de separação entre o núcleo e a casca.
III. O ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca depende do
índice de refração do núcleo e da casca.
IV. O feixe luminoso não sofre refração na superfície de separação entre o núcleo e a
casca.
Dentre as afirmativas acima, as únicas corretas são:
a) I e II
b) III e IV
c) II e III
d) I e IV
e) I e III
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10. (Pucrj 2015) Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética em um meio é
dada por 1,2  108 m / s, qual é o índice de refração desse meio?
Considere: velocidade da luz c  3,0  108 m / s
a) 2,5
b) 1,2
c) 1,8
d) 2,0
e) 0,4
11. (Uece 2015) Um raio de luz se propaga pelo ar e incide em uma lente convergente,
paralelamente ao eixo principal, saindo pela face oposta da lente. Sobre o raio de luz
após sair da lente, cuja espessura não é desprezível, é correto afirmar que
a) sofreu duas refrações.
b) sofreu uma refração seguida por uma difração.
c) sofreu duas difrações.
d) sofreu uma difração seguida por uma refração.
12. (G1 - utfpr 2014) Sobre fenômenos ópticos, considere as afirmações abaixo.
I. Se uma vela é colocada na frente de um espelho plano, a imagem dela localiza-se
atrás do espelho.
II. Usando um espelho convexo, você pode ver uma imagem ampliada do seu rosto.
III. Sempre que um raio luminoso muda de velocidade ao mudar de meio, também
ocorre mudança na direção de propagação.
Está correto apenas o que se afirma em:
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.
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13. (Fmp 2014)
A figura acima ilustra um raio monocromático que se propaga no ar e incide sobre uma
lâmina de faces paralelas, delgada e de espessura d com ângulo de incidência igual a
60.
O raio sofre refração, se propaga no interior da lâmina e, em seguida, volta a se
propagar no ar.
Se o índice de refração do ar é 1, então o índice de refração do material da lâmina é
a)
6
3
b)
6
2
c)
2
2
d) 6
e) 3
14. (Ufpr 2014) Um sistema de espelhos, esquematizado na figura abaixo, está imerso
num meio 1 cujo índice de refração é 2.
Um raio luminoso incide sobre o espelho horizontal pela trajetória a fazendo um ângulo
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de 𝟔𝟎º em relação à reta normal deste espelho. Após esta reflexão, o raio segue a
trajetória b e sofre nova reflexão ao atingir outro espelho, que está inclinado de 75° em
relação à horizontal. Em seguida, o raio refletido segue a trajetória c e sofre refração ao
passar deste meio para um meio 2 cujo índice de refração é igual a 1, passando a seguir
a trajetória d. Utilizando estas informações, determine o ângulo de refração θ, em
relação à reta normal da interface entre os meios 1 e 2.
15. (Enem PPL 2014) As miragens existem e podem induzir à percepção de que há
água onde não existe. Elas são a manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na
atmosfera.
Disponível em: www.invivo.fiocruz.br. Acesso em: 29 fev. 2012.
Esse fenômeno óptico é consequência da
a) refração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
b) reflexão da luz ao incidir no solo quente.
c) reflexão difusa da luz na superfície rugosa.
d) dispersão da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
e) difração da luz nas camadas de ar próximas do chão quente.
16. (Espcex (Aman) 2014) Uma fonte luminosa está fixada no fundo de uma piscina de
profundidade igual a 1,33 m.
Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso monocromático, emitido
pela fonte, que forma um pequeno ângulo α com a normal da superfície da água, e que,
depois de refratado, forma um pequeno ângulo β com a normal da superfície da água,
conforme o desenho.
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A profundidade aparente “h” da fonte luminosa vista pela pessoa é de:
Dados: sendo os ângulos α e β pequenos, considere tgα  senα e tgβ  senβ.
índice de refração da água: nágua=1,33
índice de refração do ar: nar=1
a) 0,80 m
b) 1,00 m
c) 1,10 m
d) 1,20 m
e) 1,33 m
17. (Mackenzie 2014) Certa piscina contém água, de índice de refração absoluto igual a
4 3, e sua base se encontra 3,00 m abaixo da superfície livre.
Quando uma pessoa, na beira da piscina, olha perpendicularmente para seu fundo
(base), terá a impressão de vê-lo
Dado: Índice de refração absoluto do ar n  1
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a) 2,25 m mais próximo, em relação à profundidade real.
b) 1,33 m mais próximo, em relação à profundidade real.
c) 0,75 m mais próximo, em relação à profundidade real.
d) 1,33 m mais distante, em relação à profundidade real.
e) 0,75 m mais distante, em relação à profundidade real.
18. (Ufsm 2014) Óculos, microscópios e telescópios vêm sendo utilizados há alguns
séculos, trazendo enormes avanços científicos com consequências diretas no
desenvolvimento de diversos campos, como saúde e tecnologia. Considerando os
processos físicos fundamentais envolvidos na ótica de lentes delgadas, complete as
lacunas na afirmação a seguir.
O processo de convergência ou divergência dos raios luminosos através de lentes
delgadas tem como base física o fenômeno da __________, que se caracteriza pela
mudança da __________ da luz, ao passar de um meio para outro (do ar para o vidro,
por exemplo). O desvio na trajetória dos raios luminosos na interface entre o ar e a lente
depende __________ da luz.
Assinale a sequência correta.
a) refração – velocidade – do ângulo de incidência
b) difração – frequência – da polarização
c) difração – velocidade – do ângulo de incidência
d) refração – frequência – da polarização
e) refração – frequência – do ângulo de incidência
19. (Enem PPL 2013) A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de
fibras ópticas, que permitem acessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo
(Gbps), o suficiente para baixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a
maioria das conexões ainda é de 1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um
milésimo dos acessos mais rápidos do Japão. A fibra óptica é composta basicamente de
um material dielétrico (sílica ou plástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente
e flexível. Ela é formada de uma região central envolta por uma camada, também de
material dielétrico, com índice de refração diferente ao do núcleo. A transmissão em
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uma fibra óptica acontecerá de forma correta se o índice de refração do núcleo, em
relação ao revestimento, for
a) superior e ocorrer difração.
b) superior e ocorrer reflexão interna total.
c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial.
d) inferior e ocorrer interferência destrutiva.
e) inferior e ocorrer interferência construtiva.
20. (Unesp 2013)
Uma haste luminosa de 2,5 m de comprimento está presa
verticalmente a uma boia opaca circular de 2,26 m de raio, que flutua nas águas paradas
e transparentes de uma piscina, como mostra a figura. Devido à presença da boia e ao
fenômeno da reflexão total da luz, apenas uma parte da haste pode ser vista por
observadores que estejam fora da água.
Considere que o índice de refração do ar seja 1,0, o da água da piscina
4
,
3
sen 48,6° =
0,75 e tg 48,6° = 1,13. Um observador que esteja fora da água poderá ver, no máximo,
uma porcentagem do comprimento da haste igual a
a) 70%.
b) 60%.
c) 50%.
d) 20%.
e) 40%.
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21. (Ufmg 2013) Ariete deseja estudar o fenômeno da dispersão da luz branca, ou seja,
a sua decomposição em várias cores devido à dependência do índice de refração do
material com a frequência. Para isso, ela utiliza um prisma de vidro cuja seção reta tem
a forma de um triângulo retângulo isósceles.
O índice de refração desse vidro é n  1,50 para a luz branca e varia em torno desse
valor para as várias cores do espectro visível.
Ela envia um feixe de luz branca em uma direção perpendicular a uma das superfícies
do prisma que formam o ângulo reto, como mostrado na figura.
(Dados: sen 45  cos 45  0,707.)
a) COMPLETE, na figura, a trajetória do feixe até sair do prisma.
b) EXPLIQUE, detalhando seu raciocínio, o que acontece com esse feixe na superfície
oposta ao ângulo reto.
c) Ariete observa a dispersão da luz branca nesse experimento? JUSTIFIQUE sua
resposta.
22. (Ufpr 2013) Um objeto movimenta-se com velocidade constante ao longo do eixo
óptico de uma lente delgada positiva de distância focal f = 10 cm. Num intervalo de 1 s,
o objeto se aproxima da lente, indo da posição 30 cm para 20 cm em relação ao centro
óptico da lente. v0 e vi são as velocidades médias do objeto e da imagem,
respectivamente, medidas em relação ao centro óptico da lente. Desprezando-se o tempo
de propagação dos raios de luz, é correto concluir que o módulo da razão v0/vi é:
a) 2/3.
b) 3/2.
c) 1.
d) 3.
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e) 2.
23. (Pucrj 2012) Um feixe luminoso se propagando no ar incide em uma superfície de
vidro. Calcule o ângulo que o feixe refratado faz com a normal à superfície sabendo que
o ângulo de incidência θ i é de 60° e que os índices de refração do ar e do vidro,
ηar e ηvidro , são respectivamente 1,0 e
3.
a) 30°
b) 45°
c) 60°
d) 73°
e) 90°
24. (Fuvest 2012)
Uma fibra ótica é um guia de luz, flexível e transparente, cilíndrico, feito de sílica ou
polímero, de diâmetro não muito maior que o de um fio de cabelo, usado para transmitir
sinais luminosos a grandes distâncias, com baixas perdas de intensidade. A fibra ótica é
constituída de um núcleo, por onde a luz se propaga e de um revestimento, como
esquematizado na figura acima (corte longitudinal). Sendo o índice de refração do
núcleo 1,60 e o do revestimento, 1,45, o menor valor do ângulo de incidência  do feixe
luminoso, para que toda a luz incidente permaneça no núcleo, é, aproximadamente,
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Note e adote
 (graus)
sen 
cos 
25
0,42
0,91
30
0,50
0,87
45
0,71
0,71
50
0,77
0,64
55
0,82
0,57
60
0,87
0,50
65
0,91
0,42
n1 sen 1  n2 sen 2
a) 45º.
b) 50º.
c) 55º.
d) 60º.
e) 65º.
25. (Enem 2012) 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.
26. (Espcex (Aman) 2012) Um objeto é colocado sobre o eixo principal de uma lente
esférica delgada convergente a 70 cm de distância do centro óptico. A lente possui uma
distância focal igual a 80 cm. Baseado nas informações anteriores, podemos afirmar que
a imagem formada por esta lente é:
a) real, invertida e menor que o objeto.
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b) virtual, direita e menor que o objeto.
c) real, direita e maior que o objeto.
d) virtual, direita e maior que o objeto.
e) real, invertida e maior que o objeto.
27. (Ucs 2012) Pela teoria da Relatividade Geral de Einstein, quando raios de luz
provenientes de um corpo estelar, como estrelas ou galáxias, passam muito próximos de
um objeto estelar de grande densidade de massa, esses raios de luz são desviados para
um ponto de encontro oposto ao lado em que os raios incidem no objeto. No contexto da
ótica, esse objeto de grande densidade de massa estaria fazendo o papel de
a) um espelho plano.
b) um filtro polarizador.
c) uma lente.
d) um espelho côncavo.
e) um espelho convexo.
28. (Fuvest 2011) Um objeto decorativo consiste de um bloco de vidro transparente, de
índice de refração igual a 1,4, com a forma de um paralelepípedo, que tem, em seu
interior, uma bolha, aproximadamente esférica, preenchida com um líquido, também
transparente, de índice de refração n. A figura a seguir mostra um perfil do objeto.
Nessas condições, quando a luz visível incide perpendicularmente em uma das faces do
bloco e atravessa a bolha, o objeto se comporta, aproximadamente, como
a) uma lente divergente, somente se n > 1,4.
b) uma lente convergente, somente se n > 1,4.
c) uma lente convergente, para qualquer valor de n.
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d) uma lente divergente, para qualquer valor de n.
e) se a bolha não existisse, para qualquer valor de n.
29. (Ufu 2011) A tabela abaixo mostra o valor aproximado dos índices de refração de
alguns meios, medidos em condições normais de temperatura e pressão, para um feixe
de luz incidente com comprimento de onda de 600 nm
Material
Índice
de
refração
Ar
1,0
Água (20º C)
1,3
Safira
1,7
Vidro
de
altíssima 1,9
dispersão
Diamante
2,4
O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo i  30º
em um meio desconhecido, sendo o ângulo de refração r  45º .
O meio desconhecido é:
a) Vidro de altíssima dispersão
b) Ar
c) Água (20ºC)
d) Safira
30. (Ufpa 2011) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na
Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água,
acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador
encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da
imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.
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Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria
para maximizar suas chances de acertar a presa.
a) Homem em A; peixe arqueiro em 1
b) Homem em A; peixe arqueiro em 3
c) Homem em B; peixe arqueiro em 2
d) Homem em C; peixe arqueiro em 1
e) Homem em C; peixe arqueiro em 3
31. (Ufsm 2011) Na figura a seguir, são representados um objeto (O) e a sua imagem
(I) formada pelos raios de luz
Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.
A lente em questão é _________________, porque , para um objeto real, a imagem é
_________ e aparece________________ que o objeto.
a) convergente - real - menor
b) convergente - virtual - menor
c) convergente - real - maior
d) divergente - real - maior
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e) divergente - virtual - menor
32. (Uftm 2011) As figuras mostram um mesmo texto visto de duas formas: na figura 1
a olho nu, e na figura 2 com o auxílio de uma lente esférica. As medidas nas figuras
mostram as dimensões das letras nas duas situações.
Sabendo que a lente foi posicionada paralelamente à folha e a 12 cm dela, pode-se
afirmar que ela é
a) divergente e tem distância focal – 20 cm.
b) divergente e tem distância focal – 40 cm.
c) convergente e tem distância focal 15 cm.
d) convergente e tem distância focal 20 cm.
e) convergente e tem distância focal 45 cm.
33. (Ufla 2010) O índice de refração absoluto da luz em um meio é a relação entre a
velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz nesse meio. Dessa forma, é
CORRETO afirmar que
a) dependendo do tipo de meio, o índice de refração absoluto pode ser menor que 1.
b) os meios mais refringentes possuem índices de refração absolutos maiores que os
meios menos refringentes.
c) o índice de refração absoluto de um meio diferente do vácuo é constante e
independente da cor da luz.
d) no vácuo, com a ausência de um meio material, o índice de refração absoluto é zero.
34. (Enem 2010) 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
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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://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).
Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que
representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?
a)
b)
c)
d)
e)
35. (Udesc 2009) Um feixe de luz, cujo comprimento de onda é igual a 600 nm,
propagando-se no ar, incide sobre um bloco de material transparente. O feixe de luz
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incidente forma um ângulo de 30° com relação a uma reta normal à superfície do bloco,
e o refratado faz um ângulo de 20° com a normal. Considerando o índice de refração do
ar igual a 1,00 e a tabela a seguir, o valor do índice de refração do material é:
a) 1,47
b) 0,68
c) 2,56
d) 0,93
e) 1,00
36. (Ufsc 2009) 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.
Considerando o fenômeno apresentado na figura acima, é CORRETO afirmar que:
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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.
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Gabarito:
Resposta da questão 1: [B]
Analisando o enunciado, devido a necessidade do estudante projetar uma imagem
ampliada, a imagem tem que ser REAL.
Assim, a única alternativa que utiliza uma lente e um espelho esférico de forma correta
para obter-se uma imagem real e ampliada é a alternativa [B].
Justificando as alternativas incorretas, temos:
[A] O espelho conjuga uma imagem virtual, pois o objeto está entre o foco e o vértice.
[C] Espelho convexo sempre conjuga uma imagem virtual.
[D] Espelho convexo sempre conjuga uma imagem virtual
Resposta da questão 2: [C]
A figura mostra o caminho seguido pelo feixe de laser.
tgr 
0,5

0,87
1
2  1  3
3
3
3
2
 r  30.
Aplicando a lei de Snell:
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 1
nar sen θ  nág sen30  1 senθ  1,4    sen θ  0,7 
2
θ  45.
Resposta da questão 3: [B]
A rigor, não há alternativa correta. A resposta dada como correta [B] afirma que só pode
ocorrer reflexão total quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos
refringente. Ora, se a luz passa não ocorre reflexão total.
Essa afirmação ficaria melhor se alterada para:
A reflexão total só pode ocorrer quando o sentido de propagação da luz é do meio mais
refringente para um menos refringente. Quando ocorre reflexão total a luz não passa.
Resposta da questão 4: [A]
O acrílico possui índice de refração muito próximo ao da água, então, dessa forma, um
telespectador é facilmente enganado. Um outro truque é aquele que se mergulha um
bastão de vidro em um copo de vidro com glicerina, irá parecer que o bastão
desapareceu.
Resposta da questão 5: [B]
Uma lente de borda fina, no ar, é convergente, desde que as faces formem uma calota.
Resposta da questão 6: A figura ilustra duas trajetórias para o raio incidente, uma
sofrendo emersão pelo ponto Q e, a outra, pelo ponto S.
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a) Aplicando a lei de Snell na interface cone-semiesfera:
3
 1
nA sen α  nB sen β  1,6 3    1,6 sen β  sen β 

2
2
 
β  60.
b) Para que a emersão seja rasante (pelo ponto S), o ângulo de refração deve ser igual a
90°. Nesse caso, o angulo α torna-se o ângulo limite.
Aplicando novamente a lei de Snell:
 1
nA sen α  nB' sen 90  1,6 3    nB' 
2
nB'  0,8 3 .
Resposta da questão 7: [B]
Para ocorrer a reflexão total, de acordo com a Lei de Snell, o valor do seno do ângulo θ
deve ser maior ou igual a razão entre os índices de refração do meio menos refringente
para o meio mais refringente.
Tomando o meio (1) como sendo a água e o meio (2) o ar, temos:
n1  sen θ  n2  sen r
Como sen r  90º  1
sen θ 
n2
n1
sen θ 
1,0
1,5
sen θ 
2
3
Com isso, a única resposta possível é 4 5 .
Resposta da questão 8: [B]
Nos cabos de fibra ótica, a luz sofre o fenômeno da reflexão total e sua velocidade de
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operação é:
v
Δs
39000 km
v
 v  200.000 km / s
Δt
0,195 s
Resposta da questão 9: [B]
[I] Incorreta. Para ocorrer reflexão total, a primeira condição é que o sentido de
propagação da luz seja do meio mais refringente para o menos refringente.
[II] Incorreta. Para ocorrer reflexão total, a segunda condição é que o ângulo de
incidência no meio mais refringente seja maior que o ângulo limite.
[III] Correta. A expressão do ângulo limite (L) é:
L  arc sen
nmenor
nmaior
 L  arc sen
ncasca
.
nnúcleo
[IV] Correta. Se ocorre reflexão total, não há refração.
Resposta da questão 10: [A]
O índice de refração absoluto
n
é a razão entre a velocidade da luz c em um dado meio
e a velocidade da onda eletromagnética
n
v
neste meio.
c
v
Usando os valores fornecidos, temos:
n
3,0  108 m / s
1,2  108 m / s
 2,5
Resposta da questão 11: [A]
É observado o fenômeno da refração sempre que uma onda passa de um meio para outro
de índice de refração diferente. Independentemente do tipo de lente, o raio de luz sofrerá
uma refração na separação ar-lente na sua entrada e logo em seguida outra refração na
separação lente-ar. Desta forma, pode-se dizer que sofrerá duas refrações.
Resposta da questão 12: [A]
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[I] Correta. No espelho plano, objeto e imagem são simétricos em relação ao plano do
espelho, localizando-se sempre em lados opostos, um na frente, o outro atrás.
[II] Incorreta. Sendo seu rosto um objeto real, o espelho convexo fornece uma imagem
virtual direita e menor.
[III] Incorreta. Quando o raio incide normalmente à superfície, não ocorre desvio em
sua trajetória.
Resposta da questão 13: [B]
A figura mostra os ângulos de incidência e refração:
Nessa figura:
tg r 
d
 1  r  45.
d
Aplicando a lei de Snell:
nar sen i  n L sen r  1 sen 60  n L sen 45 
nL 
3
2
 nL
2
2
 nL 
3
2

6
.
2
Resposta da questão 14: A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução da
questão.
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Aplicando a lei de Snell na refração:
n1 sen θ1  n2 sen θ2 
2
2  sen 30°  1 sen θ 
1
2
 sen θ  sen θ 

2
2
θ  45.
Resposta da questão 15: [A]
A figura ilustra a situação mostrando dois raios de luz recebidos pelo observador. O raio
1 por incidência direta e o raio 2, após reflexão total nas camadas de ar próximas do
chão quente.
Resposta da questão 16: [B]
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Aplicando a equação do dioptro plano para pequenos ângulos:
d i nobs

do nobj

nar
di

1,33 nágura

di
1

1,33 1,33

d i  1 m.
Resposta da questão 17: [C]
Aplicando a equação do dioptro plano, Calculamos a profundidade aparente (hi ) da
piscina para essa pessoa.
h i nar

h o nág

hi
1

3 4
3
 h i  2,25 m.
Portanto, a imagem é sobrelevada de 0,75 m.
Resposta da questão 18: [A]
No processo da refração em lentes delgadas, ocorre convergência ou divergência dos
raios luminosos, de acordo com o índice de refração da lente em relação ao meio. O
desvio ocorre devido a alterações na velocidade de propagação da luz ao mudar de
meio, sendo tanto maior, quando maior for o valor do ângulo de incidência.
Resposta da questão 19: [B]
Na fibra óptica, a luz fica confinada no interior do núcleo, sem penetrar na casca, sendo
conduzida por reflexão total, fenômeno que somente é possível quando o sentido de
propagação da luz é do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, o
índice de refração do núcleo é maior que o da casca.
Resposta da questão 20: [D]
A figura ilustra o fenômeno ocorrido.
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Aplicando a Lei de Snell para o dioptro ar-água:
nágua seni  nar sen90 
4
1
seni  11  seni 
4
3
3
 seni 
3
.
4
Da tabela dada: i = 48,6°  tgi = 1,13.
Mas, da figura:
tgi 
R
h
 1,13 
2,26
h
 h
2,26
 h  2 m.
1,13
Ainda da figura, a parte visível da haste (y) é:
y  h  H  y  H  h  2,5  2  y  0,5 m.
Em valores percentuais:
0,5
50
 100 
2,5
2,5
y(%)  20%.
y(%) 

Resposta da questão 21: Considerando o prisma imerso no ar, temos os seguintes
dados:
nar = 1; n = 1,5; sen 45° = cos 45° = 0,707.
a) Na primeira face, a incidência é normal, portanto não há desvio do raio. Na segunda
face ocorre reflexão total, como ilustra a figura.
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b) Calculando o ângulo limite (L) para a segunda face:
sen L 
nar
1


n
1,5
 sen L  0,67.
A refração na interface de dois meios somente acontece se sen i < sen L.
No caso, comparando: sen i = sen 45° = 0,707 e sen L = 0,67.
Concluímos que sen i > sen L. Logo, ocorre reflexão total.
c) Como na reflexão não há dispersão da luz, e na refração com incidência normal
também não ocorre esse fenômeno, Ariete não observa dispersão da luz nesse
experimento.
Resposta da questão 22: [E]
Determinemos as posições das imagens nas duas situações, utilizando a aproximação de
Gauss.
1 1 1
 
f p p'
Primeira posição:
1
1
1
1
1
1
2

 



 p'1  15 cm.
10 30 p'
p'1 10 30 30
Segunda posição:
1
1
1
1
1
1
1

 



 p'2  20 cm.
10 20 p'
p'1 10 20 20
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Resposta da questão 23: [A]
Aplicando a lei de Snell:
nar sen θ1  nvidro sen r  1 sen 60  3 sen r 
3
1
 3 sen r  sen r 

2
2
r  30
Resposta da questão 24: [E]
Basta calcularmos o ângulo limite, que é o ângulo de incidência (  ) no meio mais
refringente (núcleo) que provoca uma emergência rasante (90°) no meio menos
refringente (revestimento).
Dados: nnúcleo = 1,60; nrevest = 1,45.
Aplicando a lei de Snell:
nnúcleo sen  nrevest sen90  sen 
nresvest 1,45

nnúcleo 1,60
 sen  0,91.
Consultando a tabela dada:  = 65°.
Resposta da questão 25: [E]
A figura mostra um raio refletido pelo peixe, que atinge o olho do observador. Ao
refratar-se da água para o ar, ele sofre desvio em sua trajetória. O observador vê a
imagem do peixe acima de sua posição real.
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Resposta da questão 26: [D]
Através das informações do enunciado: lente convergente, posição do objeto (70 cm) e
distância focal (80 cm), conseguimos montar a figura abaixo:
Analisando a formação da imagem através dos raios de luz emitidos pelo objeto, neste
caso foram utilizados o raio que emerge do objeto paralelamente ao eixo principal e o
raio que atinge o centro óptico da lente, conseguimos obter a imagem, conforme figura
abaixo:
Analisando a figura, teremos uma imagem: virtual, pois foram utilizados os
prolongamentos dos raios refratados pela lente, direita e maior que o objeto.
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Resposta da questão 27: [C]
Se os raios convergem ao passar próximo do objeto, esse objeto estaria fazendo o papel
de uma lente convergente.
Resposta da questão 28: [B]
De acordo com a lei de Snell, quando a luz passa do meio menos para o mais refringente
a luz aproxima-se da normal e, quando passa do mais para o menor refringente, a luz
afasta-se da normal.
As figuras mostram as duas situações propostas na questão: n > 1,4 e n < 1,4.
Analisando-as, concluímos que para n > 1,4, o objeto comporta-se com lente
convergente.
Resposta da questão 29: [D]
Lei de Snell: n1.senθi  n2 .senθr
2,4.sen30º  n2 .sen45º  2,4  0,5  n2 .
2
 n2  1,70
2
Resposta da questão 30: [E]
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A luz sempre vai do objeto para o observador.
No primeiro caso, o peixe é objeto e o homem é o observador. A luz está passando da
água (meio mais refringente) para o ar (meio menos refringente), afastando-se da
normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o homem deve fazer pontaria em C.
No segundo caso, o inseto é objeto e o peixe arqueiro é o observador. A luz está
passando do ar (meio menos refringente) para a água (meio mais refringente),
aproximando-se da normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o peixe arqueiro deve
fazer pontaria em 3.
Resposta da questão 31: [A]
Somente lente convergente conjuga imagem real para um objeto real.
Resposta da questão 32: [D]
Como a imagem é virtual direita e maior, a lente é convergente.
O aumento linear transversal é:
A
y ' 10

 2,5.
y
4
Mas:
f

f p
f  20 cm.
A
2,5 
f
f  12

2,5f  30  f

1,5f  30

Resposta da questão 33: [B]
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Mais refringente significa maior índice de refração.
Resposta da questão 34: [D]
Nos materiais naturais, quando ocorre incidência oblíqua da luz, os raios incidente e
refratado estão em meios diferentes e em quadrantes opostos, definidos pela superfície e
pela normal a essa superfície. No metamaterial, esses raios estão em meios diferentes,
mas em quadrantes adjacentes.
Resposta da questão 35: [A]
Resolução
Pela 2ª lei da refração ou Lei de Snell
nar.seni = nbloco.senr
1.sen30 = n.sen20
0,50 = n.0,34  n =
0,50
= 1,47
0,34
Resposta da questão 36: (04) + (16) = 20
Resolução
A luz também apresenta comportamento de onda.
A velocidade da luz depende do meio em que se propaga, apresentando máxima
velocidade no vácuo.
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