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1 1. (Unicamp 2013) 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. 2. (Upe 2013) Uma lente plano-côncava, mostrada na figura a seguir, possui um raio de curvatura R igual a 30 cm. Quando imersa no ar (n 1 = 1), a lente comporta-se como uma lente divergente de distância focal f igual a 60 cm. Assinale a alternativa que corresponde ao índice de refração n 2 dessa lente. a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5 3. (Unesp 2012) Em um experimento didático de óptica geométrica, o professor apresenta aos seus alunos o diagrama da posição da imagem conjugada por uma lente esférica delgada, determinada por sua coordenada p, em função da posição do objeto, determinada por sua coordenada p, ambas medidas em relação ao centro óptico da lente. Página 1 de 18

2 Analise as afirmações. I. A convergência da lente utilizada é 5 di. II. A lente utilizada produz imagens reais de objetos colocados entre 0 e 10 cm de seu centro óptico. III. A imagem conjugada pela lente a um objeto linear colocado a 50 cm de seu centro óptico será invertida e terá 1 da altura do objeto. 4 Está correto apenas o contido em a) II. b) III. c) I e II. d) I e III. e) II e III. 4. (Unifesp 2012) Um paciente, que já apresentava problemas de miopia e astigmatismo, retornou ao oftalmologista para o ajuste das lentes de seus óculos. A figura a seguir retrata a nova receita emitida pelo médico. Nome: Jorge Frederico de Azevedo GRAU Esférico Cilíndrico Eixo D. P. Para OD - 3,00-0,75 150º 62,0 longe OE - 3,00-0,75 150º mm Para OD + 1,00-0,75 68,0 perto OE + 1,00-0,75 mm Obs: Óculos para longe e perto separados. Ao pegar seus óculos é conveniente trazê-los para conferir. Próxima consulta: São Paulo, Carlos Figueiredo CRM nº a) Caracterize a lente indicada para correção de miopia, identificando a vergência, em dioptrias, e a distância focal, em metros. b) No diagrama I, esboce a formação da imagem para um paciente portador de miopia e, no diagrama II, a sua correção, utilizando-se a lente apropriada. 5. (Ufmg 2012) Quando uma pessoa olha para um objeto, a imagem deste deve se formar sobre a retina. Algumas pessoas, por terem um defeito de visão, veem objetos próximos fora de foco, enquanto os distantes ficam mais bem focados. Outras pessoas têm o defeito contrário ou seja, os objetos distantes são vistos fora de foco e os próximos, mais nitidamente. Elmo é um professor de Física portador de um desses dois defeitos e, para corrigi-lo, ele precisa usar óculos. Nestas figuras, Elmo está sem óculos, à esquerda, e com seus óculos, à direita. Página 2 de 18

3 Como se pode notar na figura da direita, os óculos fazem com que os olhos de Elmo pareçam maiores. a) A lente dos óculos de Elmo é convergente ou divergente? Justifique sua resposta. b) Nesta figura, está representado um dos olhos de Elmo, sem óculos, e dois raios de luz que vêm de um objeto muito distante: Desenhe, nessa figura, a continuação dos dois raios para indicar em que ponto se forma a imagem do objeto. Explique seu raciocínio. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Dados: 2 Aceleração da gravidade: 10 m/s Densidade do mercúrio: 13,6 g/cm Pressão atmosférica: 5 2 1,0 10 N/m Constante eletrostática: k 1 4 9,0 10 N m C (Ufpe 2012) Um raio de luz incide na parte curva de um cilindro de plástico de seção semicircular formando um ângulo i com o eixo de simetria. O raio emerge na face plana formando um ângulo r com o mesmo eixo. Um estudante fez medidas do ângulo r em função do ângulo i e o resultado está mostrado no gráfico r versus de refração deste plástico. i. Determine o índice Página 3 de 18

4 7. (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 dispersão 1,9 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 8. (Ufpe 2011) A figura apresenta um experimento com um raio de luz que passa de um bloco de vidro para o ar. Considere a velocidade da luz no ar como sendo igual à velocidade da luz no vácuo. Qual é a velocidade da luz dentro do bloco de vidro, em unidades de 10 8 m/s? Dados: Velocidade da luz no vácuo = 3 10 m/s ; sen 30 = 0,50; sen 45 = 0, (Ufsm 2011) Na figura a seguir, são representados um objeto (O) e a sua imagem (I) formada pelos raios de luz Página 4 de 18

5 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 e) divergente - virtual - menor 10. (Unifesp 2011) Uma lente convergente pode servir para formar uma imagem virtual, direita, maior e mais afastada do que o próprio objeto. Uma lente empregada dessa maneira é chamada lupa, e é utilizada para observar, com mais detalhes, pequenos objetos ou superfícies. Um perito criminal utiliza uma lupa de distância focal igual a 4,0 cm e fator de ampliação da imagem igual a 3,0 para analisar vestígios de adulteração de um dos números de série identificador, de 0,7 cm de altura, tipados em um motor de um automóvel. a) A que distância do número tipado no motor o perito deve posicionar a lente para proceder sua análise nas condições descritas? b) Em relação à lente, onde se forma a imagem do número analisado? Qual o tamanho da imagem obtida? 11. (Ufpb 2011) Um projetor de slide é um dispositivo bastante usado em salas de aula e/ou em conferências, para projetar, sobre uma tela, imagens ampliadas de objetos. Basicamente, um projetor é constituído por lentes convergentes. Nesse sentido, considere um projetor formado por apenas uma lente convergente de distância focal igual a 10 cm. Nesse contexto, a ampliação da imagem projetada, em uma tela a 2 m de distância do projetor, é de: a) 20 vezes b) 19 vezes c) 18 vezes d) 17 vezes e) 16 vezes 12. (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. Página 5 de 18

6 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. 13. (Ufpr 2011) Sabemos que pessoas com hipermetropia e pessoas com miopia precisam utilizar lentes de contato ou óculos para enxergar corretamente. Explique o que é cada um desses problemas da visão e responda que tipo de lente deve ser utilizada para se fazer cada correção. 14. (Ufrgs 2010) Um objeto delgado, com 10 cm de altura, está posicionando sobre o eixo central de uma lente esférica delegada convergente, cuja distância focal é igual a 25 cm. Considerando-se que a distância do objeto à lente é de 50 cm, a imagem formada pela lente é a) real e de mesmo tamanho que o objeto. b) virtual e de mesmo tamanho que o objeto. c) real e menor que o objeto. d) virtual e menor que o objeto. e) virtual e maior que o objeto. 15. (Unifesp 2009) Dois raios de luz, um vermelho (v) e outro azul (a), incidem perpendicularmente em pontos diferentes da face AB de um prisma transparente imerso no ar. No interior do prisma, o ângulo limite de incidência na face AC é 44 para o raio azul e 46 para o vermelho. A figura que mostra corretamente as trajetórias desses dois raios é: Página 6 de 18

7 16. (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: 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. 17. (Pucsp 2009) Certo professor de física deseja ensinar a identificar três tipos de defeitos visuais apenas observando a imagem formada através dos óculos de seus alunos, que estão na fase da adolescência. Ao observar um objeto através do primeiro par de óculos, a imagem Página 7 de 18

8 aparece diminuída. O mesmo objeto observado pelo segundo par de óculos parece aumentado e apenas o terceiro par de óculos distorce as linhas quando girado. Através da análise das imagens produzidas por esses óculos podemos concluir que seus donos possuem, respectivamente: a) Miopia, astigmatismo e hipermetropia. b) Astigmatismo, miopia e hipermetropia. c) Hipermetropia, miopia e astigmatismo. d) Hipermetropia, astigmatismo e miopia. e) Miopia, hipermetropia e astigmatismo. 18. (Fgv 2008) Um feixe de luz monocromática, proveniente 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. 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. Página 8 de 18

9 d) I, II e IV. e) I, III e IV. 19. (Pucsp 2008) Na figura a seguir, em relação ao instrumento óptico utilizado e às características da imagem nele formada, é possível afirmar que é uma imagem 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. d) real, formada por uma lente convergente, com o objeto (livro) colocado entre o foco objeto e o ponto anti-principal objeto da lente. e) virtual, formada por uma lente convergente, com o objeto (livro) colocado sobre o foco objeto da lente. 20. (Ufms 2006) Um raio de luz monocromática passa de um meio 1 para um meio 2 e desse para um meio 3, conforme indicado na figura. Com relação à velocidade de propagação da luz nesses três meios, assinale a alternativa correta. a) v 1 > v 2 > v 3 b) v 3 > v 1 > v 2 c) v 2 > v 3 > v 1 d) v 1 > v 3 > v 2 e) v 3 > v 2 > v (Ufg 2006) Deseja-se realizar uma experiência de reflexão total na interface entre dois líquidos imiscíveis, usando um feixe de luz monocromática que incide de cima para baixo, Página 9 de 18

10 como ilustrado na figura 1. Dispõe-se dos seguintes líquidos, conforme figura 2: Com base nesses dados, pode-se concluir que os líquidos A e B são, respectivamente, a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3 d) 2 e 4 e) 3 e (Ufrj 2006) Uma lâmina homogênea de faces paralelas é constituída de um material com índice de refração n 2 = 1,5. De um lado da lâmina, há um meio homogêneo de índice de refração n 1 = 2,0; do outro lado, há ar, cujo índice de refração n 3 consideramos igual a 1,0. Um raio luminoso proveniente do primeiro meio incide sobre a lâmina com ângulo de incidência θ 1, como indica a figura. Calcule o valor de θ 1 a partir do qual o raio que atravessa a lâmina sofre reflexão total na interface com o ar. 23. (Unifesp 2006) Um estudante observa que, com uma das duas lentes iguais de seus óculos, consegue projetar sobre o tampo da sua carteira a imagem de uma lâmpada fluorescente localizada acima da lente, no teto da sala. Sabe-se que a distância da lâmpada à lente é de 1,8 m e desta ao tampo da carteira é de 0,36 m. a) Qual a distância focal dessa lente? b) Qual o provável defeito de visão desse estudante? Justifique. 24. (Ita 2005) Um pescador deixa cair uma lanterna acesa em um lago a 10,0 m de profundidade. No fundo do lago, a lanterna emite um feixe luminoso formando um pequeno ângulo è com a vertical (veja figura). Página 10 de 18

11 Considere: tg è sen è è e o índice de refração da água n = 1,33. Então, a profundidade aparente h vista pelo pescador é igual a a) 2,5 m b) 5,0 m c) 7,5 m d) 8,0 m e) 9,0 m 25. (Uel 2005) As fibras ópticas são largamente utilizadas nas telecomunicações para a transmissão de dados. Nesses materiais, os sinais são transmitidos de um ponto ao outro por meio de feixes de luz que se propagam no interior da fibra, acompanhando sua curvatura. A razão pela qual a luz pode seguir uma trajetória não retilínea na fibra óptica é consequência do fenômeno que ocorre quando da passagem de um raio de luz de um meio, de índice de refração maior, para outro meio, de índice de refração menor. Com base no texto e nos conhecimento sobre o tema, assinale a alternativa que apresenta os conceitos ópticos necessários para o entendimento da propagação "não retilínea" da luz em fibras ópticas. a) Difração e foco. b) Reflexão total e ângulo limite. c) Interferência e difração. d) Polarização e plano focal. e) Imagem virtual e foco. 26. (Ufu 2005) Um pescador, ao observar um peixe dentro da água, sabe que deve atirar com o arpão alguns centímetros abaixo da posição do peixe observada por ele, para acertá-lo. Isso ocorre porque: a) a luz proveniente do peixe que atinge o olho do pescador sofre uma refração ao sair da água e entrar no ar. b) a luz, ao entrar na água, sofre uma dispersão, separando os diferentes comprimentos de onda (diferentes cores) de forma a enganar o pescador sobre a posição real do peixe. c) a água funciona com uma lente e, portanto, a imagem do objeto nem sempre é real. Página 11 de 18

12 d) a água funciona como um espelho côncavo, devido ao movimento ondulatório de sua superfície, fazendo com que a imagem seja virtual e não real. 27. (Unesp 2005) Uma pessoa, com certa deficiência visual, utiliza óculos com lentes convergentes. Colocando-se um objeto de 0,6 cm de altura a 25,0 cm da lente, é obtida uma imagem a 100 cm da lente. Considerando que a imagem e o objeto estão localizados do mesmo lado da lente, calcule a) a convergência da lente, em dioptrias. b) a altura da imagem do objeto, formada pela lente. 28. (Unifesp 2005) Tendo-se em vista que as lentes são, na prática, quase sempre usadas no ar, a equação dos fabricantes de lentes costuma ser escrita na forma: C = (n - 1) [(1/R 1 ) + (1/R 2 )]. Nessas condições, pode-se afirmar que a convergência de uma lente plano-convexa de índice de refração n = 1,5 e cujo raio da face convexa é R = 20 cm é a) 0,50 di b) 1,0 di c) 1,5 di d) 2,0 di e) 2,5 di 29. (Unirio 2004) Um cão está diante de uma mesa, observando um peixinho dentro do aquário, conforme representado na figura. Ao mesmo tempo, o peixinho também observa o cão. Em relação à parede P do aquário e às distâncias reais, podemos afirmar que as imagens observadas por cada um dos animais obedecem às seguintes relações: a) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais distante do aquário. b) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. c) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão mais próximo do aquário. d) O cão observa o olho do peixinho mais distante da parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão também mais distante do aquário. e) O cão e o peixinho observam o olho um do outro, em relação à parede P, em distâncias iguais às distâncias reais que eles ocupam na figura. 30. (Ufpr 2004) Uma lente plano-convexa possui distância focal de 50 cm quando imersa no ar. O raio de curvatura da face convexa mede 20 cm, e o material de que a lente é feita tem índice de refração igual a 1,4. Considere um objeto situado sobre o eixo principal da lente, a uma distância de 60 cm dela. Se o sistema lente-objeto descrito for transposto para um meio Página 12 de 18

13 com índice de refração igual a 1,5, é correto afirmar: 01) A lente passa a ser do tipo divergente. 02) A distância focal da lente não vai se alterar. 04) A imagem nessa situação será virtual, direita e menor que o objeto. 08) A imagem se formará a -50 cm da lente. 16) O aumento linear será de +1,2 31. (Pucrs 2003) Quando um raio de luz monocromática passa obliquamente pela superfície de separação de um meio para outro mais refringente, o raio aproxima-se da normal à superfície. Por essa razão, uma lente pode ser convergente ou divergente, dependendo do índice de refração do meio em que se encontra. As figuras 1 e 2 representam lentes com índice de refração n 1 imersas em meios de índice de refração n 2, sendo N a normal à superfície curva das lentes. Considerando essas informações, conclui-se que a) a lente 1 é convergente se n 2 < n 1. b) a lente 1 é convergente se n 2 > n 1. c) a lente 2 é divergente se n 2 > n 1. d) a lente 2 é convergente se n 2 < n 1. e) as lentes 1 e 2 são convergentes se n 1 = n (Ufc 2003) Uma lente esférica delgada, construída de um material de índice de refração n está imersa no ar (n(ar) = 1,00). A lente tem distância focal f e suas superfícies esféricas têm raios de curvatura R 1 e R 2. Esses parâmetros obedecem a uma relação, conhecida como "equação dos fabricantes", mostrada na figura a seguir. Suponha uma lente biconvexa de raios de curvatura iguais (R 1 = R 2 = R), distância focal f 0 e índice de refração n = 1,8 (figura I). Essa lente é partida dando origem a duas lentes planoconvexas iguais (figura II). A distância focal de cada uma das novas lentes é: Página 13 de 18

14 a) 1 2 f 0. b) 4 5 f 0. c) f 0. d) 9 5 f 0. e) 2f (Ufrj 2001) Temos dificuldade em enxergar com nitidez debaixo da água porque os índices de refração da córnea e das demais estruturas do olho são muito próximos do índice de refração da água (n água= 4 ). Por isso usamos máscaras de mergulho, o que interpõe uma 3 pequena camada de ar (n ar=1) entre a água e o olho. Um peixe está a uma distância de 2,0m de um mergulhador. Suponha o vidro da máscara plano e de espessura desprezível. Calcule a que distância o mergulhador vê a imagem do peixe. Lembre-se que para ângulos pequenos sen(a)>tan(a). 34. (Ufrgs 2001) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem. As cores que compõem a luz branca podem ser visualizadas quando um feixe de luz, ao atravessar um prisma de vidro, sofre..., separando-se nas cores do espectro visível. A luz de cor... é a menos desviada de sua direção de incidência e a de cor... é a mais desviada de sua direção de incidência. a) dispersão - vermelha - violeta b) dispersão - violeta - vermelha c) difração - violeta - vermelha d) reflexão - vermelha - violeta e) reflexão - violeta - vermelha 35. (Pucsp 2000) Um raio de luz monocromática incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma equilátero e emerge de forma rasante pela outra face. Considerando 3 =1,73 e supondo o prisma imerso no ar, cujo índice de refração é 1, o índice de refração do material que constitui o prisma será, aproximadamente, Página 14 de 18

15 a) 0,08 b) 1,15 c) 2,00 d) 1,41 e) 2, (Ufmg 1999) A figura mostra a trajetória de um feixe de luz que vem de um meio I, atravessa um meio II, é totalmente refletido na interface dos meios II e III e retorna ao meio I. Sabe-se que o índice de refração do ar é menor que o da água e que o da água é menor que o do vidro. Nesse caso, é CORRETO afirmar que os meios I, II e III podem ser, respectivamente, a) ar, água e vidro. b) vidro, água e ar. c) água, ar e vidro. d) ar, vidro e água. 37. (Puccamp 1999) Um prisma de vidro, cujo ângulo de refringência é 60, está imerso no ar. Um raio de luz monocromática incide em uma das faces do prisma sob ângulo de 45 e, em seguida, na segunda face sob ângulo de 30, como está representado no esquema. Página 15 de 18

16 Dados: sen30 = 1 2 sen45 = 2 2 sen60 3 = 2 Nessas condições, o índice de refração do vidro em relação ao ar, para essa luz monocromática vale a) b) 3 c) 2 d) 6 2 e) (Ufal 1999) Um prisma de vidro, cujo índice de refração absoluto para a luz monocromática amarela é 3, possui ângulo de refringência 60 e está imerso no ar, cujo índice de refração absoluto para a referida luz é 1. Um raio de luz monocromática amarela incide numa das faces do prisma sob ângulo de 60, conforme mostra a figura. Dados: sen 30 = 1 2 Página 16 de 18

17 sen 45 = sen 60 = Calcule o ângulo de emergência do referido raio de luz na outra face do prisma. 39. (Pucmg 1997) A lente da historinha do Bidu pode ser representada por quais das lentes cujos perfis são mostrados a seguir? a) 1 ou 3 b) 2 ou 4 c) 1 ou 2 d) 3 ou 4 e) 2 ou (Ufrj 1997) Um projetor de diapositivos (slides) possui um sistema de lentes cuja distância focal é ajustável. Um diapositivo é colocado na vertical, a 125cm de distância de uma parede também vertical. O eixo principal do sistema de lentes é horizontal. Ajusta-se a distância focal do sistema e obtém-se, projetada na parede, uma imagem nítida do diapositivo, com suas dimensões lineares ampliadas 24 vezes. a) O sistema de lentes do projetor é convergente ou divergente? Justifique sua resposta. b) Para que valor foi ajustada a distância focal do sistema? Página 17 de 18

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