Óptica Básica. Página 1 de 14

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1 Óptica Básica 1. (Pucrj 2013) A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal, uma sombra de comprimento 6,0 m. Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a quantos metros do muro? a) 2,0 b) 2,4 c) 1,5 d) 3,6 e) 1,1 2. (G1 - ifsp 2012) A figura ilustra, fora de escala, a ocorrência de um eclipse do Sol em determinada região do planeta Terra. Esse evento ocorre quando estiverem alinhados o Sol, a Terra e a Lua, funcionando, respectivamente, como fonte de luz, anteparo e obstáculo. Para que possamos presenciar um eclipse solar, é preciso que estejamos numa época em que a Lua esteja na fase a) nova ou cheia. b) minguante ou crescente. c) cheia, apenas. d) nova, apenas. e) minguante, apenas. Página 1 de 14

2 3. (Ufpa 2012) Em 29 de maio de 1919, em Sobral (CE), a teoria da relatividade de Einstein foi testada medindo-se o desvio que a luz das estrelas sofre ao passar perto do Sol. Essa medição foi possível porque naquele dia, naquele local, foi visível um eclipse total do Sol. Assim que o disco lunar ocultou completamente o Sol foi possível observar a posição aparente das estrelas. Sabendo-se que o diâmetro do Sol é 400 vezes maior do que o da Lua e que durante o eclipse total de 1919 o centro do Sol estava a km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de a) no máximo km b) no máximo km c) no mínimo km d) no mínimo km e) exatamente km 4. (G1 - ifce 2012) Uma bandeira do Brasil, que se encontra em uma sala escura, é iluminada com luz monocromática de cor azul. As cores apresentadas pelo retângulo, pelo losango, pelas letras da faixa central e pelo circulo são, respectivamente, a) verde, amarela, branca e azul. b) preta, preta, azul e azul. c) preta, preta, preta e azul. d) azul, preta, verde e azul. e) preta, preta, preta e preta. 5. (Uftm 2012) Uma câmara escura de orifício reproduz uma imagem de 10 cm de altura de uma árvore observada. Se reduzirmos em 15 m essa imagem passa a ter altura de 15 cm. a distância horizontal da câmara à árvore, a) Qual é a distância horizontal inicial da árvore à câmara? b) Ao se diminuir o comprimento da câmara, porém mantendo seu orifício à mesma distância da árvore, o que ocorre com a imagem formada? Justifique. Página 2 de 14

3 6. (Enem 2011) Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima. Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1? a) Azul. b) Verde. c) Violeta. d) Laranja. e) Vermelho. 7. (Fgvrj 2011) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusivamente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente, a) verde e branca. b) verde e azul. c) amarela e branca. d) preta e branca. e) preta e azul. 8. (Uel 2011) Posicione-se de frente para a Lua. Em seguida, coloque um lápis em frente a seu olho, a uma distância suficiente para que o diâmetro do lápis bloqueie totalmente a imagem da Lua. Considere que o diâmetro do lápis é igual a 7 mm, que a distância do olho até o lápis é de 5 75 cm e que a distância da Terra à Lua é de 3 10 km. Utilizando somente estes dados, pode-se estimar que: a) O brilho da Lua corresponde ao brilho de uma estrela de 1ª magnitude. b) O perímetro da Lua mede aproximadamente km. c) A órbita da Lua é circular. d) O diâmetro da Lua é de aproximadamente 3500 km. e) A Terra não possui a forma esférica, mas apresenta achatamento nos polos. Página 3 de 14

4 9. (Unesp 2011) A figura 1 mostra um quadro de Georges Seurat, grande expressão do pontilhismo. De forma grosseira podemos dizer que a pintura consiste de uma enorme quantidade de pontos de cores puras, bem próximos uns dos outros, tal que a composição adequada dos pontos causa a sensação de vibração e efeitos de luz e sombra impressionantes. Alguns pontos individuais podem ser notados se chegarmos próximo ao quadro. Isso ocorre θ min 3,3 10 porque a resolução angular do olho humano é rad. A figura 2 indica a configuração geométrica para que uma pessoa perceba a separação d entre dois pontos vizinhos à distância L 30 cm do quadro. 4 θ 0,17 Considerando que para ângulos rad é válida a aproximação tg θ θ, a distância d aproximada entre esses dois pontos, representados na figura 2, é, em milímetros, igual a a) 0,1. b) 0,2. c) 0,5. d) 0,7. e) 0,9. Página 4 de 14

5 10. (Epcar (Afa) 2011) Um objeto luminoso é colocado em frente ao orifício de uma câmara escura como mostra a figura abaixo. Do lado oposto ao orifício é colocado um espelho plano com sua face espelhada voltada para o anteparo translúcido da câmara e paralela a este, de forma que um observador em A possa visualizar a imagem do objeto estabelecida no anteparo pelo espelho. Nessas condições, a configuração que melhor representa a imagem vista pelo observador através do espelho é a) b) c) d) 11. (Puccamp 2010) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve a) afastar-se 1 m. b) afastar-se 2 m. c) afastar-se 3 m. d) aproximar-se 1 m. e) aproximar-se 2 m. 12. (Uftm 2010) Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante providencia uma caixa cúbica, de aresta 16 cm. Após pintar o interior com tinta preta, faz um orifício no centro de uma das faces e substitui a face oposta ao orifício por uma folha de papel vegetal. Feito isso, aponta o orifício para uma porta iluminada, obtendo dela uma imagem nítida, invertida e reduzida, projetada sobre a folha de papel vegetal. Sabendo-se que a altura da imagem observada da porta é 14 cm e que a altura da porta é 2,15 m, conclui-se que a distância aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é: a) 0,9. b) 1,8. c) 2,5. d) 3,5. e) 4,8. Página 5 de 14

6 13. (Fgv 2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação. Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, considerando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. b) luz, penumbra e sombra. c) luz, penumbra e penumbra. d) penumbra, sombra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra. 14. (G1 - cftmg 2010) Esta questão refere-se ao texto e à figura que se seguem. O eclipse total do Sol, ocorrido em 22 de julho de 2009, pôde ser visto da Índia, Nepal, Butão, centro da China e em várias ilhas do Pacífico. Um eclipse parcial também foi visto no Sudeste asiático e em parte da Oceania; tratou-se da penumbra da Lua. Esse foi e será o eclipse total mais longo, com duração máxima da fase de totalidade de 6 minutos e 43 segundos, acontecido no século XXI. Disponível em: http\\ Acesso em 6 set (adaptado) Durante um eclipse solar, um observador situado na (o)... vê.... A alternativa que completa, corretamente, as lacuna é a) cone de penumbra, um eclipse total. b) cone de sombra, um eclipse parcial. c) região plenamente iluminada da Terra, o Sol. d) região de sombra própria da Terra, um eclipse total. Página 6 de 14

7 15. (G1 - cps 2010) Um menino de 1,5 m de altura produz uma sombra de 50 cm. No mesmo instante, um prédio próximo ao menino produz uma sombra de 20 m. A altura do prédio, em metros, é a) 20. b) 30. c) 50. d) 60. e) (Ufscar 2008) A 1 metro da parte frontal de uma câmara escura de orifício, uma vela de comprimento 20 cm projeta na parede oposta da câmara uma imagem de 4 cm de altura. A câmara permite que a parede onde é projetada a imagem seja movida, aproximando-se ou afastando-se do orifício. Se o mesmo objeto for colocado a 50 cm do orifício, para que a imagem obtida no fundo da câmara tenha o mesmo tamanho da anterior, 4 cm, a distância que deve ser deslocado o fundo da câmara, relativamente à sua posição original, em cm, é de a) 50. b) 40. c) 20. d) 10. e) 5. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Para medir a altura de um prédio, Mônica cravou uma estaca, verticalmente no chão, mediu a estaca, sua sombra e a sombra do prédio. Os valores que encontrou estão indicados na figura a seguir. 17. (G1 - ccampos 2007) Calcule a altura aproximada do prédio. a) 4000 cm b) 1000 dam c) 30,4 m d) 0,5 km e) mm Página 7 de 14

8 18. (Ufmg 2005) Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única lâmpada. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília. 19. (G1 - cps 2004) Os versos a seguir lembram uma época em que a cidade de São Paulo tinha iluminação a gás: "Lampião de gás! Lampião de gás! Quanta saudade Você me traz. Da sua luzinha verde azulada Que iluminava a minha janela Do almofadinha, lá na calçada Palheta branca, calça apertada" (Zica Bergami) Quando uma "luzinha cor verde azulada" incide sobre um cartão vermelho, a cor da luz absorvida é: a) verde e a refletida é azul b) azul e a refletida é verde c) verde e a refletida é vermelha d) verde azulada e nenhuma é refletida e) azul e a refletida é vermelha 20. (Ufrn 2002) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol. Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo-se que a passarela onde Ana Maria vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu vestido como sendo a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido. b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha. c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das cores. d) vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente. Página 8 de 14

9 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Observe que os triângulos sombreados são semelhantes Portanto: 4 1,6 24 4x 9,6 4x 14,4 x 3,6 m. 6 6 x Resposta da questão 2: [D] A figura mostra a Lua em duas posições diferentes. Na situação I, está ilustrado um eclipse solar. A face escura da Lua está voltada para a Terra, portanto é Lua nova. A situação II mostra um eclipse lunar, que ocorre na Lua cheia, estando a Lua no cone de sombra da Terra. Resposta da questão 3: [A] Dados: D S = 400 D L ; d S = km. A figura ilustra a situação descrita. Página 9 de 14

10 Da semelhança de triângulos: dl ds dl d L D D D 400 D 4 d L S L L L km. Resposta da questão 4: [C] Supondo pigmentação pura: o retângulo verde somente reflete a radiação verde, portanto apresenta cor preta; o losango amarelo somente reflete a radiação amarela, portanto apresenta cor preta; as letras verdes somente refletem a radiação verde, portanto apresentam cor preta; o círculo central é azul porque reflete somente azul, portanto continua apresentando cor azul. Assim, as cores apresentadas são: preta, preta, preta e azul. Resposta da questão 5: a) ANTES: DEPOIS: H 10cm H.d 10D D d H 15cm H.d 15(D 15) D 15m d 10D 15(D 15) 10D 15D 225 5D 225 D 45m Página 10 de 14

11 b) A imagem irá diminuir. Observe a justificativa: H h H.d h.d D d H.d h D Note que para H e D constantes a h é diretamente proporcional a d, ou seja se d diminui h também diminui. Vale salientar que apesar da imagem diminuir ela ficará mais nítida sobre a tela, uma vez que, a mesma intensidade luminosa será projetada em uma área menor, aumentado a nitidez. Resposta da questão 6: [E] O gráfico nos mostra que essa substância apresenta maior absorção para comprimentos de onda em torno de 500 nm, o que corresponde à cor verde. De acordo com o enunciado:... o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima. Na roda de cores, notamos que o comprimento de onda oposto ao da cor verde é o da cor vermelha. Resposta da questão 7: [E] O branco é a união de todas as cores. Uma camisa nos parece vermelha, porque iluminando-a com luz branca o material só reflete a componente vermelha da luz. Branco reflete qualquer cor. Vermelho só reflete vermelho. Azul só reflete azul. E assim sucessivamente. Amarelo não reflete azul preta. Branco reflete azul azul. Resposta da questão 8: [D] Com dos dados fornecidos somente são possíveis de serem verificadas as afirmações b e c. A figura a seguir ilustra a situação descrita. Calculando o diâmetro (D) da Lua 5 D 3 10 D km Calculando o perímetro (L) da Lua. L D 3, L km. Pelos cálculos, nenhuma das afirmativas está correta, porém, por aproximação, ficamos com a afirmativa d. Página 11 de 14

12 Resposta da questão 9: [A] d 4 θ d θ.l 3,3x10 x300 0,1mm L Resposta da questão 10: [D]. Na câmara escura de orifício a imagem é revertida (trocam-se lado direito e lado esquerdo) e invertida ( de ponta-cabeça ), em relação ao objeto, obtendo assim a primeira imagem (I 1 ). Essa primeira imagem comporta-se como objeto para o espelho plano, que fornece imagem apenas revertida, formando assim a segunda imagem (I 2 ), como indicado nas figuras abaixo. Resposta da questão 11: [A] Primeira situação: x y H h hx H y Segunda situação: x' y H h' h' x' H y Igualando, vem: Página 12 de 14

13 hx h' x' 6 2 4x' x' 3,0m y y x x' x 3 2 1,0m Resposta da questão 12: [C] A figura abaixo mostra a situação descrita: Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto: Resposta da questão 13: [A] D 16 16x2,15 D 2,5m 2, O esquema a seguir mostra a região de sombra pela influência exclusiva das duas fontes.. Observando-o, notamos que a base do poste está iluminada, enquanto que, a lixeira e o banquinho estão na região de sombra. Página 13 de 14

14 Resposta da questão 14: [C] Quanto ao eclipse solar, temos: Observador colocado no cone de sombra da Lua vê um eclipse total; Observador colocado num cone de penumbra vê um eclipse parcial; Observador colocado numa região plenamente iluminada da Terra vê o Sol inteiramente. Resposta da questão 15: [D] Dados: h = 1,5 m; d = 50 cm = 0,5 m; D = 20 m. H D H 20 h d 1,5 0,5 H = 1,5 (40) H = 60 m. Resposta da questão 16: [D] Observe a figura abaixo onde se mostra a formação da imagem. Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto: H h D d Na primeira situação: 20 4 d 20cm 100 d Na segunda situação: 20 4 d' 10cm 50 d Portanto: O fundo da câmera deve ser deslocado 10 cm para a esquerda. d d' d cm Resposta da questão 17: [C] Resposta da questão 18: [A] Resposta da questão 19: [D] Resposta da questão 20: [B] Página 14 de 14