a) 6,0 b) 7,0 c) 8,0 d) 9,0 e) 10,0

Transcrição

1 1. Um estudante dispunha de um espelho côncavo e de uma lente biconvexa de vidro para montar um dispositivo que amplia a imagem de um objeto. Ele então montou o dispositivo, conforme mostrado no diagrama. O foco do espelho é F e os das lentes são f e f '. O objeto O é representado pela seta. Após a montagem, o estudante observou que era possível visualizar duas imagens. As características dessas imagens são: a) Imagem 1: real, invertida e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. b) Imagem 1: real, direta e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. c) Imagem 1: virtual, direta e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. d) Imagem 1: virtual, direta e menor. Imagem 2: real, invertida e maior. 2. Fotógrafos amadores e profissionais estão utilizando cada vez mais seus smartphones para tirar suas fotografias. A melhora na qualidade das lentes e dos sensores ópticos desses aparelhos está popularizando rapidamente a prática da fotografia, e o número de acessórios e lentes, que se acoplam aos aparelhos, só cresce. Um experimento foi conduzido a fim de produzir um acessório que consiste de uma lente convexa. A distância d da imagem real formada por um objeto posicionado sobre o eixo da lente, a uma distância D até ela, foi anotada em um gráfico. A figura que representa, de forma correta, o resultado do gráfico desse experimento é: a) b) c)

2 d) e) 3. No laboratório de Física de uma escola, um aluno observa um objeto real através de uma lente divergente. A imagem vista por ele é: a) virtual, direita e menor. b) real, direita e menor. c) virtual, invertida e maior. d) real, invertida e maior. 4. Uma lente de vidro convergente imersa no ar tem distância focal igual a 3 mm. Um objeto colocado a 3m de distância conjuga uma imagem através da lente. Neste caso, o módulo do aumento produzido pela lente vale aproximadamente: a) 1 b) c) d) Uma câmera com uma lente de 50 mm de distância focal é utilizada para fotografar uma árvore de 25 m de altura. Se a imagem da árvore no filme tem 25 mm de altura, nas condições propostas acima, a distância entre a câmera e a árvore vale: a) 20,25 m. b) 50,05 m. c) 50,25 m. d) 25,50 m. 6. O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura abaixo. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido.

3 Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada convergente. ( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa. ( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera. ( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V F V F. b) F V F V. c) V F V V. d) F F V V. e) V V F F. 7. 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)

4 8. Quando um objeto O é colocado a uma distância d de uma câmara escura, forma-se uma imagem de altura i. O mesmo objeto é aproximado 6m desta mesma câmara e nota-se a formação de uma imagem de altura 3 i. O valor de d, em metros, é: a) 6. b) 7. c) 8. d) 9. e) A câmara de um celular, cuja espessura é de 0,8 cm, capta a imagem de uma árvore de 3,0 m de altura, que se encontra a 4,0 m de distância do orifício da lente, projetando uma imagem invertida em seu interior. Para simplificar a análise, considere o sistema como uma câmara escura. Assim, pode-se afirmar que a altura da imagem, em mm, no interior da câmara é, aproximadamente, igual a: a) 6,0 b) 7,0 c) 8,0 d) 9,0 e) 10,0 10. 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. 11. Os avanços tecnológicos vêm contribuindo cada vez mais no ramo da medicina, com melhor prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Vários equipamentos utilizados são complexos, no entanto, alguns deles são de simples construção. O otoscópio é um instrumento utilizado pelos médicos para observar, principalmente, a parte interna da orelha. Possui fonte de luz para iluminar o interior da orelha e uma lente de aumento (como de uma lupa) para facilitar a visualização.

5 Considerando a figura e o exposto acima, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir: A lente do otoscópio é e a imagem do interior da orelha, vista pelo médico é. a) convergente - real, maior e invertida b) convergente - virtual, maior e direita c) divergente - virtual, maior e direita d) divergente - real, maior e invertida 12. No dia 29 de maio de 1919, uma equipe de astrônomos ingleses visitou a cidade de Sobral, no Ceará, na tentativa de comprovar a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, publicada em O objetivo da comitiva era verificar se a luz que vinha de uma estrela sofreria algum desvio ao passar nas proximidades do Sol. Nessa teoria, movimentos sob a ação de campos gravitacionais são compreendidos como movimentos em um espaço curvo, conforme mostra a figura a seguir. Nela ilustramos como a massa do Sol muda a nossa percepção da posição de uma estrela. Que tipo de instrumento óptico representa, de forma mais precisa, a função da massa do Sol na alteração do caminho da luz? a) Espelho plano b) Espelho côncavo c) Espelho convexo d) Lente convergente e) Lente divergente 13. A lupa é um instrumento óptico constituído por uma lente de aumento muito utilizado para leitura de impressos com letras muito pequenas, como, por exemplo, as bulas de remédios. Esse instrumento aumenta o tamanho da letra, o que facilita a leitura. A respeito da lupa, é correto afirmar que é uma lente a) convergente, cuja imagem fornecida é virtual e maior. b) divergente, pois fornece imagem real. c) convergente, cuja imagem fornecida por ela é real e maior. d) divergente, pois fornece imagem virtual.

6 14. A figura representa a imagem de um astronauta plano de fundo que aparece em uma gota d água primeiro plano que está flutuando na Estação Espacial Internacional. A análise da figura, com base nos conhecimentos da Física, permite afirmar: a) Os raios de luz refletidos que partem do astronauta, após atravessarem a gota d água, convergem para formar a imagem real, invertida e reduzida. b) A gota d água se comporta como um espelho convexo que proporciona a redução nas dimensões das imagens e o aumento no campo visual. c) O fenômeno ondulatório com predominância de reflexão possibilita a formação da imagem virtual, invertida e reduzida do objeto. d) A formação de imagem nítida no interior da gota d água é favorecida pelos fenômenos de difração e interferência construtiva. e) A gota d água funciona como uma lente divergente porque conjuga uma imagem virtual e reduzida do objeto. 15. Um fabricante de lentes prepara uma lente delgada a partir de um pedaço de vidro cilíndrico. Como resultado final, a lente tem uma face côncava e outra convexa, sendo que o raio de curvatura da face côncava é maior que o raio de curvatura da face convexa. Sobre a lente fabricada, considere as afirmativas: I. A lente é para construir um óculos para correção de miopia. II. A lente é para construir um óculos para correção de hipermetropia. III. A lente é de distância focal negativa. IV. A lente tem uma vergência (grau) positiva. V. A lente trata-se de um menisco biconvexo. Assinale a alternativa que corresponde às afirmativas CORRETAS. a) Somente as afirmativas I, III e V estão corretas. b) Somente as afirmativas III e IV estão corretas. c) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas. d) Somente as afirmativas II e IV estão corretas. e) Somente as afirmativas I, III e IV estão corretas. 16. Sabe-se que o objeto fotografado por uma câmera fotográfica digital tem 20 vezes o tamanho da imagem nítida formada no sensor dessa câmera. A distância focal da câmera é de p' I 30 mm. Para a resolução desse problema, considere as seguintes equações: A p O e Assinale a alternativa que apresenta a distância do objeto até a câmera. f p p' a) 630 mm. b) 600 mm. c) 570 mm. d) 31,5 mm. e) 28,5 mm.

7 17. A receita de óculos para um míope indica que ele deve usar lentes de 2,0 graus, isto é, o valor da vergência das lentes deve ser 2,0 dioptrias. Com base nos dados fornecidos na receita, conclui-se que as lentes desses óculos devem ser: a) convergentes, com 2,0 m de distância focal. b) convergentes, com 50 cm de distância focal. c) divergentes, com 2,0 m de distância focal. d) divergentes, com 50 cm de distância focal. 18. Uma pessoa não consegue ver os objetos com nitidez porque suas imagens se formam entre o cristalino e a retina. Qual é o defeito de visão desta pessoa e como podemos corrigilo? a) Hipermetropia e a pessoa deverá usar lentes divergentes para a sua correção. b) Miopia e a pessoa deverá usar lentes divergentes para a sua correção. c) Miopia e a pessoa deverá usar lentes convergentes para a sua correção. d) Hipermetropia e a pessoa deverá usar lentes convergentes para a sua correção. e) Miopia e a pessoa deverá usar uma lente divergente e outra lente convergente para a sua correção. 19. (...) que se unem para infernizar a vida do colega portador de alguma diferença física, humilhando-o por ser gordo ou magro, baixo ou alto, estrábico ou míope. A miopia é um problema de visão. Quem tem esse problema, enxerga melhor de perto, mas tem dificuldade de enxergar qualquer coisa que esteja distante. Três alunos, todos eles totalmente contrários ao bullying, fizeram afirmações sobre o problema da miopia: Aluno 1: o defeito é corrigido com o uso de lentes convergentes. Aluno 2: a imagem de objetos distantes é formada antes da retina. Aluno 3: ao observar uma estrela no céu, a imagem da estrela será formada depois da retina, em função da distância. Fizeram afirmações CORRETAS: a) Os alunos 1 e 3. b) Os alunos 2 e 3. c) Apenas o aluno 2. d) Apenas o aluno Um professor resolveu fazer algumas afirmações sobre óptica para seus alunos. Para tanto, contou com o auxílio de óculos com lentes bifocais (figura abaixo). Esses óculos são compostos por duas lentes, uma superior para ver de longe e outra inferior para ver de perto. Com base no exposto acima e nos conhecimentos de óptica, analise as afirmações a seguir, feitas pelo professor a seus alunos. I. As lentes inferiores dos óculos são aconselhadas para uma pessoa com miopia. II. As lentes superiores são lentes divergentes. III. Pessoas com hipermetropia e presbiopia são aconselhadas a usar as lentes inferiores. lv. As lentes inferiores possibilitam que as imagens dos objetos, que se formam antes da retina, sejam formadas sobre a retina. V. As lentes inferiores podem convergir os raios do Sol. Todas as afirmações corretas estão em: a) III e IV. b) IV e V. c) II, III e V.

8 d) I, II e III. 21. No processo de visão humana, o cristalino desempenha um papel importante na formação da imagem. Marque a alternativa correta sobre essa estrutura do olho humano. a) Controla a quantidade de luz que entra no olho humano. b) Controla a energia dos fótons da luz incidente. c) Atua como lente divergente para acomodar a imagem. d) Atua como lente convergente para acomodar a imagem. e) Define as cores dos objetos. 22. A visão é um dos principais sentidos usados pelos seres humanos para perceber o mundo e a figura abaixo representa de forma muito simplificada o olho humano, que é o veículo encarregado de levar essas percepções até o cérebro. Sendo assim, com base na figura acima, é correto afirmar que o olho é: a) míope e a correção é feita com lente convergente. b) míope e a correção é feita com lente divergente. c) hipermetrope e a correção é feita com lente convergente. d) hipermetrope e a correção é feita com lente divergente. e) normal e, nesse caso, não precisa de correção. 23. Dentre as complicações que um portador de diabetes não controlado pode apresentar está a catarata, ou seja, a perda da transparência do cristalino, a lente do olho. Em situações de hiperglicemia, o cristalino absorve água, fica intumescido e tem seu raio de curvatura diminuído (figura 1), o que provoca miopia no paciente. À medida que a taxa de açúcar no sangue retorna aos níveis normais, o cristalino perde parte do excesso de água e volta ao tamanho original (figura 2). A repetição dessa situação altera as fibras da estrutura do cristalino, provocando sua opacificação. De acordo com o texto, a miopia causada por essa doença deve-se ao fato de, ao tornar-se mais intumescido, o cristalino ter sua distância focal: a) aumentada e tornar-se mais divergente. b) reduzida e tornar-se mais divergente. c) aumentada e tornar-se mais convergente. d) aumentada e tornar-se mais refringente. e) reduzida e tornar-se mais convergente. 24. A equação de Gauss relaciona a distância focal (f) de uma lente esférica delgada com as distâncias do objeto (p) e da imagem (p') ao vértice da lente. O gráfico dado mostra a

9 ampliação (m) da imagem em função da distância do objeto para uma determinada lente delgada. Se o objeto estiver a 6 cm da lente, a que distância a imagem se formará da lente e quais as suas características? a) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem virtual, direita e menor. b) Será formada a 30 cm da lente uma imagem real, direita e menor. c) Será formada a 30 cm da lente uma imagem virtual, invertida e menor. d) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem real, direita e maior. e) Será formada a 3,75 cm da lente uma imagem virtual, invertida e menor. 25. 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, pode-se concluir 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. 26. Uma vela está situada a uma distância de 23 cm de uma lente convergente com distância focal de 10 cm, como mostrado na figura abaixo. Sobre a imagem formada, pode-se afirmar que: a) será real e invertida, formada à direita da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e com tamanho menor que o do objeto. b) será virtual e direta, formada à esquerda da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e com tamanho maior que o do objeto.

10 c) será real e invertida, formada à direita da lente, a uma distância de 6,97 cm desta, e com tamanho menor que o do objeto. d) será real e invertida, formada à esquerda da lente, a uma distância de 6,97 cm desta, e com tamanho maior que o do objeto. e) será real e direta, formada à direita da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e com tamanho menor que o do objeto. 27. Nas câmeras fotográficas digitais, os filmes são substituídos por sensores digitais, como um CCD (sigla em inglês para Dispositivo de Carga Acoplada). Uma lente esférica convergente (L), denominada objetiva, projeta uma imagem nítida, real e invertida do objeto que se quer fotografar sobre o CCD, que lê e armazena eletronicamente essa imagem. A figura representa esquematicamente uma câmera fotográfica digital. A lente objetiva L tem distância focal constante e foi montada dentro de um suporte S, indicado na figura, que pode mover-se para a esquerda, afastando a objetiva do CCD ou para a direita, aproximando-a dele. Na situação representada, a objetiva focaliza com nitidez a imagem do objeto O sobre a superfície do CCD. Considere a equação dos pontos conjugados para lentes esféricas, em que f é a distância focal da lente, p a coordenada do objeto e p' a coordenada da imagem. Se o objeto se aproximar da câmera sobre o eixo óptico da lente e a câmera for mantida em repouso em relação ao solo, supondo que a imagem permaneça real, ela tende a mover-se para a: a) esquerda e não será possível mantê-la sobre o CCD. b) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a esquerda. c) esquerda e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a direita. d) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo- se a objetiva para a esquerda. e) direita e será possível mantê-la sobre o CCD movendo-se a objetiva para a direita. 28. Ao posicionar um objeto diante de uma lente esférica de características desconhecidas, é conjugada uma imagem real, invertida e com as mesmas dimensões do objeto. Tanto o objeto quanto sua imagem estão a 40 cm do plano da lente. Com relação a essa lente, pode-se inferir que: a) Trata-se de uma lente divergente com distância focal igual a 10 cm. b) Trata-se de uma lente bicôncava com distância focal superior a 25 cm. c) Trata-se de uma lente convergente com distância focal inferior a 10 cm. d) Trata-se de uma lente divergente com distância focal superior a 30 cm. e) Trata-se de uma lente convergente com distância focal igual a 20 cm. 29. O avanço tecnológico da medicina propicia o desenvolvimento de tratamento para diversas doenças, como as relacionadas à visão. As correções que utilizam laser para o tratamento da miopia são consideradas seguras até 12 dioptrias, dependendo da espessura e curvatura da córnea. Para valores de dioptria superiores a esse, o implante de lentes intraoculares é mais indicado. Essas lentes, conhecidas como lentes fácicas (LF), são implantadas junto à córnea, antecedendo o cristalino (C), sem que esse precise ser removido, formando a imagem correta sobre a retina (R). O comportamento de um feixe de luz incidindo no olho que possui um implante de lentes fácicas para correção do problema de visão apresentado é esquematizado por:

11 a) b) c) d) e) 30. Um boneco é colocado em frente a uma lente delgada convergente, de distância focal igual a 2,0 m. A posição da imagem sobre o eixo ótico e o fator de ampliação da imagem do boneco valem, respectivamente: a) 2,0 m à direita da lente e 2. b) 2,0 m à esquerda da lente e 1. c) 4,0 m à direita da lente e 1. d) 6,0 m à esquerda da lente e 1. e) 6,0 m à direita da lente e Na figura, O representa um objeto no ar e I, a sua imagem produzida por um elemento ótico simples, que pode ser um espelho ou uma lente colocada sobre a linha tracejada vertical. A altura dessa imagem é o triplo da altura do objeto.

12 Esse elemento ótico é um(a): a) espelho plano. b) espelho convexo. c) lente convergente. d) lente divergente. e) espelho côncavo. 32. Um microscópio composto é constituído, em sua forma mais simples, por duas lentes convergentes colocadas em sequência, conforme esquematizado na figura abaixo. A lente mais próxima ao objeto é chamada objetiva e a lente mais próxima ao olho humano é chamada ocular. A imagem formada pela objetiva é real, maior e invertida, e serve como objeto para a ocular, que forma uma imagem virtual, direita e maior com relação à imagem formada pela objetiva. Suponha que a distância focal da lente objetiva seja 1 cm, a distância focal da lente ocular seja 4 cm e a distância entre as lentes seja de 6 cm. Com base nas informações acima e nos conceitos de Óptica, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Para que a imagem formada pela objetiva tenha as características especificadas no enunciado, o objeto deve estar a uma distância maior que 2 cm dessa lente. ( ) Supondo que o objeto esteja a uma distância de 1,5 cm da objetiva, a imagem formada por esta lente estará a 3 cm dela. ( ) A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e maior em relação ao objeto. ( ) A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior que 4 cm da ocular. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V F F V. b) F V V F. c) V V F F. d) F F V V. e) F V V V. 33. Para observar uma pequena folha em detalhes, um estudante utiliza uma lente esférica convergente funcionando como lupa. Mantendo a lente na posição vertical e parada a 3 cm da folha, ele vê uma imagem virtual ampliada 2,5 vezes.

13 Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss, a distância focal, em cm, da lente utilizada pelo estudante é igual a: a) 5. b) 2. c) 6. d) 4. e) 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. e) Um objeto é disposto em frente a uma lente convergente, conforme a figura abaixo. Os focos principais da lente são indicados com a letra F. Pode-se afirmar que a imagem formada pela lente a) é real, invertida e mede 4 cm. b) é virtual, direta e fica a 6 cm da lente. c) é real, direta e mede 2 cm. d) é real, invertida e fica a 3 cm da lente. 36. Uma lente plano-côncava, mostrada na figura a seguir, possui um raio de curvatura R igual a 30 cm. Quando imersa no ar (n1 = 1), a lente comporta-se como uma lente divergente de distância focal f igual a 60 cm.

14 Assinale a alternativa que corresponde ao índice de refração n2 dessa lente. a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5

15 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Para a imagem do objeto no espelho côncavo, através do desenho, nota-se que o mesmo se encontra entre o foco e o centro de curvatura do espelho, logo, a imagem é real, invertida e maior, mas a mesma só é vista a partir da lente fazendo novamente a construção para a lente, formando, finalmente a imagem 1, real, direta e maior, mostrada na figura mais abaixo. Para a imagem 2 da lente biconvexa, observa-se que o objeto está além do ponto antiprincipal e, sendo assim, sua imagem é real, invertida e menor. As construções das imagens estão indicadas nas figuras abaixo: Resposta da questão 2: [E] De acordo com a imagem real para dois pontos na lente convexa, temos a seguinte construção de imagens:

16 Nota-se que à medida que se aumenta a distância do objeto D, a distância da imagem d fica menor, sendo as duas inversamente proporcionais. Com isso, o gráfico correto entre essas duas distâncias apresenta uma curva chamada hipérbole corretamente representado na alternativa [E]. Resposta da questão 3: [A] Numa lente divergente, qualquer que seja a posição do objeto em relação à lente, produzirá imagens com as mesmas características, ou seja, a imagem será virtual, direita e menor. Resposta da questão 4: [D] f p p' p' p' p' p' p' p' p' p' 3 10 A A A 110 p 3 3 Resposta da questão 5: [B] Para imagem real e invertida, a distância da imagem (di) é positiva. i di 25 mm di do di o do mm do 1000

17 Pela equação de Gauss, para as lentes: f 50 mm f di do 50 do do 50 do do do do mm 50,05 m 50 do 50 Resposta da questão 6: [E] A maioria das alternativas pode ser resolvida analisando-se a equação dos fabricantes de lente ou equação de Halley, que relaciona a vergência de uma lente, com a razão entre os índices de refração da lente e do meio e os raios de curvatura das duas faces da lente: 1 nlente 1 1 C 1 f nmeio R1 R2 Análise das alternativas: [V] A distância focal f da lente colocada no ar é positiva e, portanto, a lente é convergente. Para testar basta usar a parte da equação que dá a razão entre os índices de refração e verificar o sinal. nlente 1, f 0 n meio 1,02 [V] Fazendo o teste dos índices de refração novamente, agora para o caso da lente colocada no líquido: nlente 1, f 0 n meio 1,67 [F] Nos dois casos, a distância focal passa de positiva para negativa, significando uma mudança em seus valores, portanto falsa. [F] Como o raio luminoso incidente parte de um meio menos refringente para um meio mais refringente, o raio refratado se aproxima da normal. Resposta da questão 7: [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 8: [D]

18 Antes: o i o di i d d di Depois: o 3i o di 3i (d 6) d 6 di Logo, i d 3i (d 6) i d 3i (d 6) i d 3(d 6) d 3d 18 2d 18 d 9 m Resposta da questão 9: [A] Por semelhança de triângulos temos: di i di i o do o do sendo, di distância da imagem do distância do objeto i tamanho da imagem o tamanho do objeto Então, 0,8 cm i 3 m 0,6 cm 6 mm 4m Resposta da questão 10: [B] Uma lente de borda fina, no ar, é convergente, desde que as faces formem uma calota. Resposta da questão 11: [B]

19 Como a lente é de aumento, somente pode ser a lente convergente sendo a imagem maior, direita e virtual. Resposta da questão 12: [D] O feixe emitido pela estrela, antes de passar próximo aos Sol é divergente, após a passagem ele se torna cilíndrico. A massa do Sol tem a função similar a de uma lente convergente. Resposta da questão 13: [A] Uma lente esférica delgada de bordas finas, imersa no ar, tem comportamento óptico convergente e funciona como lupa (lente de aumento) quando o objeto está colocado entre o foco principal objeto e o centro óptico da lente. Nesse caso, a imagem é virtual direita e maior que o objeto. A figura ilustra a situação: Resposta da questão 14: [A] A gota possui um formato de uma lente convergente, onde o objeto real (astronauta) está posicionado antes do ponto antiprincipal, tendo as seguintes características com relação a sua imagem: - Posição: entre o foco imagem e o ponto antiprincipal imagem. - Natureza: real, invertida e menor que o objeto. Resposta da questão 15: [D] A lente em questão é do tipo côncavo-convexa, sendo assim, ela é uma lente convergente, que é o tipo de lente utilizado para a correção da hipermetropia. Por ser convergente possui 1 distância focal positiva (f 0) e vergência positiva, pois C. f Resposta da questão 16: [A] O sensor da câmera capta uma imagem real. Assim, o aumento linear transversal é Das equações dadas: 1 A. 20

20 p' p' A A. p p f 1 30 A p p 630mm p' f p f 20 p 30 f p p' p p f Resposta da questão 17: [D] O míope não enxerga bem objetos distantes. Logo, ele deve usar lentes que forneçam imagens virtuais, direitas e mais próximas, em relação ao objeto. Isso se consegue com lentes divergentes. O módulo da distância focal em metro, é igual ao inverso da vergência, em dioptrias. Então: 1 1 f f m f 50cm. V 2 Resposta da questão 18: [B] A miopia é um defeito de visão que faz com que as imagens sejam formadas antes da retina, isto é, entre o cristalino e a retina, deixando a imagem borrada para distâncias longas. O uso de lentes divergentes corrige o problema. Resposta da questão 19: [C] Para a correção da miopia usam-se lentes divergentes, pois a imagem se forma antes da retina e seu uso forçam os raios luminosos a se encontrarem sobre a retina, possibilitando a visão mais nítida. Com isso, apenas o aluno 2 estava correto. Resposta da questão 20: [C] [I] Falsa. As lentes inferiores são para leitura e, portanto, não servem para quem tem miopia que necessitam melhorar a visão para longe. [II] Verdadeira. As lentes superiores são divergentes indicadas para a miopia, corrigindo a visão para maiores distâncias. [III] Verdadeira. As lentes inferiores são para pessoas com dificuldade de leitura, indicadas para pessoas com hipermetropia ou presbiopia. [IV] Falsa. Como são feitas de lentes convergentes, elas corrigem o foco que está depois de retina para que se forme sobre a retina. [V] Verdadeira. Por esse motivo são chamadas de lentes convergentes. Resposta da questão 21: [D] O cristalino é uma lente natural tendo o papel de convergir os raios luminosos recebidos pelo observador para a retina. Já a quantidade de luz que entra no olho é regulada pela dilatação da pupila que tem a forma circular escura interna à íris que caracteriza a cor dos olhos de cada um, enquanto as cores dos objetos que enxergamos são percebidas por células especializadas localizadas na retina, chamadas de bastonetes. Resposta da questão 22: [B]

21 Como a imagem se forma antes da retina, o olho é míope. Como se percebe na figura, a convergência do sistema visual está muito acentuada, então a correção é feita com lente divergente. Resposta da questão 23: [E] Considerando o cristalino uma lente biconvexa simétrica e que as duas faces estejam em contato como o mesmo meio, pela equação do fabricante de lente, tem-se: nrel 1 nrel 1 f R. f R R f R 2 n 1 A distância focal é diretamente proporcional ao raio de curvatura. Assim, se o raio de curvatura diminui, o cristalino tem sua distância focal reduzida. 1 Da equação da vergência, V, a vergência é inversamente proporcional à distância focal. f Então, se a distância focal é reduzida, o cristalino torna-se mais convergente. Resposta da questão 24: [A] Por intermédio do gráfico lemos o aumento (m) para a distância do objeto (p) encontramos o valor aproximado de m 0,625. Utilizando a relação de aumento (m) dada encontramos a distância da imagem (p') p' m p' m p 0,625 6cm 3,75cm (o sinal negativo indica imagem virtual). p Usando a equação de Gauss achamos a distância focal (f) f p p' f 6cm 3,75cm f 10cm Invertendo, f 10 cm rel 6 cm e A distância focal sendo negativa indica lente divergente que somente possui um tipo de imagem: virtual, direita e menor, portanto a alternativa [A] é a correta. Resposta da questão 25: [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 26: [A]

22 A figura mostra que a imagem conjugada é real invertida e menor que o objeto. A resposta também pode ser obtida algebricamente. Dados: p 23 cm é f 10 cm. Aplicando a equação dos pontos conjugados: pf p' p' 17,69 cm. p' 0 Imagem Real p f 13 Aplicando a equação do aumento linear transversal: p' 17,69 A 0 Imagem invertida; A A 0,77. p 23 A 1 Imagem menor que o objeto. Resposta da questão 27: [D] Primeiramente, vejamos as condições de formação de imagem real para objeto real em lente delgada convergente, quando a distância (D) entre o objeto e o anteparo (tela ou CCD) é fixa pf p' pf 2 f p p' p f D p D p D f p p f p f p f p p' D p' D p 2 2 D p D f p p f p f p D p D f 0 2 D D 4 D f p. 2 Possibilidades: 2 1ª) D 4 D f 0 D 4 f não há formação de imagem real para qualquer posição da lente; 2 2ª) D 4 D f 0 D 4 f há uma única posição da lente, devendo ela ser colocada de forma que o objeto esteja sobre seu ponto antiprincipal objeto (AO), projetando a imagem (anteparo) sobre seu ponto antiprincipal imagem (Ai); 2 3ª) D 4 D f 0 D 4 f há duas posições da lente, devendo ela ser colocada de forma que o objeto esteja antes de AO (Figura 2) ou entre AO e FO (Figura 3). Na Figura 1 vê-se que, ao deslocar o objeto aproximando-o da lente, a imagem desloca-se para a direita (I2) e fica desfocada. Para torná-la nítida, a lente deve ser deslocada para a esquerda, aproximando-se do objeto, tanto na Figura 2 como na Figura 3.

23 No caso da câmera fotográfica, a imagem deve ser menor que o objeto, caracterizando a situação mostrada na Figura 2. Devido ao Princípio da Reversibilidade dos raios luminosos, nas figuras 2 e 3 podemos notar que: ' ' p3 p2 e p3 p 2. Resposta da questão 28:

24 [E] Dados da questão: i o p p' 40cm Para formar uma imagem tal que i o, lente tem que ser convergente. Um detalhe importante de se ressaltar é que por a imagem ser invertida, a amplitude será de negativa. Logo, o i i p' A 1 o p Se p 40cm Logo, p' 40cm Então, f p p' f f 40 f 20cm Resposta da questão 29: [B] No olho míope, a imagem de um objeto distante forma-se antes da retina. A função da lente é tornar o feixe incidente mais largo (divergente) para que, após atravessar o cristalino, o feixe convergente tenha vértice sobre a retina. Resposta da questão 30: [E] Para resolução desta questão, foi dado que, f 2,0 m p 3,0 m Note que o foco é um valor positivo pois a lente é convergente. Utilizando a Equação de Gauss, pode ser encontrado a posição da imagem em relação a lente f p p' p' p' 6 p' 6,0 m Ou seja, a imagem encontra-se a 6 metros à direita da lente. Para a ampliação da imagem, tem-se que: p' 6 A p 3 A 2 Logo, alternativa correta é a [E].

25 Resposta da questão 31: [C] Dos instrumentos dados como opções, somente a lente convergente pode construir uma imagem conforme ilustração do enunciado. [A] O espelho plano sempre irá ter uma imagem do mesmo tamanho, direita e revertida (trocando direita com esquerda). [B] O espelho convexo sempre terá uma imagem Virtual, direita e menor, porém a imagem sempre estará do outro lado do elemento óptico. [C] CORRETA. Na lente convergente, se o objeto for colocado entre o foco-objeto e o centro óptico, a imagem será Virtual, direita e maior, conforme ilustração do enunciado. [D] A Lente divergente sempre irá ter uma imagem virtual, direita e menor que o objeto. [E] O espelho côncavo não pode ser devido ao fato de a única possibilidade de ter uma imagem direita e maior, a imagem estará do outro lado do espelho óptico. Resposta da questão 32: [B] O esquema mostra a formação de imagens num microscópio, sendo: L1: lente objetiva; F1: foco objeto da objetiva; F 1: foco imagem da objetiva; i1: imagem da objetiva; L2 lente ocular; F2: foco objeto da ocular; F 2:foco imagem da ocular; i2; imagem da ocular. [F] Para que a imagem formada pela objetiva tenha as características especificadas no enunciado, o objeto deve estar a uma distância maior que 2 cm dessa lente. Numa lente esférica convergente, para que a imagem seja real invertida e maior, o objeto dever estar entre o ponto antiprincipal objeto e o foco, no caso, entre 1 cm e 2 cm da lente objetiva. [V] Supondo que o objeto esteja a uma distância de 1,5 cm da objetiva, a imagem formada por esta lente estará a 3 cm dela. Aplicando a equação dos pontos conjugados para f = 1 cm e p = 1,5 cm: pf 1,5 1 1,5 p' p' 3 cm. p f 1,5 1 0,5 [V] A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e maior em relação ao objeto. De acordo com o enunciado, a imagem formada pela ocular é virtual, direita e maior em relação à imagem da objetiva. Mas a imagem da objetiva é invertida em relação ao objeto. Logo, a imagem final é virtual invertida e maior, em relação ao objeto.

26 [F] A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior que 4 cm da ocular. Conforme mostra o esquema, a imagem (i1) formada pela objetiva (L1) deve estar entre o foco objeto da ocular (F2) e a ocular (L2). No caso, essa distância deve ser menor que 4 cm. Resposta da questão 33: [A] Dados: p = 3 cm; A = 2,5. Da equação do Aumento Linear Transversal: f f A 2,5 f p f 3 7,5 2,5 f 7,5 f 1,5 f 7,5 f 1,5 f 5 cm. Resposta da questão 34: [E] Determinemos as posições das imagens nas duas situações, utilizando a aproximação de Gauss. 1 f 1 p 1 p' Primeira posição: p' 1 15 cm p' p' Segunda posição: p' 2 20 cm p' p' Resposta da questão 35: [A] Utilizando a equação de Gauss temos: f P P' Observando a ilustração temos: P 3 cm e f 2 cm P' P' P' 6 cm P' 6 Sabendo que P' é positivo, concluímos que a imagem é REAL. Vejamos agora se a imagem é direita ou invertida. P' 6 cm A P 3 cm A 2

27 Logo, a imagem é duas vezes maior (fator 2) que o tamanho do objeto, porém é invertida (sinal negativo). Observando a imagem apresentada, podemos observar que o objeto tem 2 cm de altura, logo sua imagem será invertida e de tamanho igual a 4 cm. Assim concluímos que a imagem será é REAL, INVERTIDA e de tamanho igual a 4 cm. Resposta da questão 36: [C] Considere uma lente de faces esféricas, de raios R1 e R2, de índice de refração n2, envolvida por um meio de índice de refração n1. Usando as leis da refração, é possível mostrar que a distância focal dessa lente é dada por: 1 n f n R R f = distância focal da lente n1 = índice de refração do meio exterior n2 = índice de refração da lente R1 e R2 = raios de curvatura das faces. Essa equação pode ser usada para determinar a distância focal de qualquer tipo de lente esférica (bicôncava, plano-convexa, côncavo-convexa etc.), desde que o sinal do raio de curvatura R seja positivo quando a superfície externa que limita a lente for convexa, e negativo, quando ela for côncava. Aplicando a equação acima, vem: 1 n n ,6 1 0,3 0,6 1 0,3 n2 1 0,5 n2 1,5