Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 1º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Prismas Ópticos e Lentes e Óptica da Visão

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1 Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 1º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Prismas Ópticos e Lentes e Óptica da Visão 1. (Fuvest 2017) Em uma aula de laboratório de física, utilizando-se o arranjo experimental esquematizado na figura, foi medido o índice de refração de um material sintético chamado poliestireno. Nessa experiência, radiação eletromagnética, proveniente de um gerador de microondas, propaga-se no ar e incide perpendicularmente em um dos lados de um bloco de poliestireno, cuja seção reta é um triângulo retângulo, que tem um dos ângulos medindo 25, conforme a figura. Um detetor de micro-ondas indica que a radiação eletromagnética sai do bloco propagando-se no ar em uma direção que forma um ângulo de 15 com a de incidência. A partir desse resultado, conclui-se que o índice de refração do poliestireno em relação ao ar para essa micro-onda é, aproximadamente, Note e adote: - índice de refração do ar: 1,0 - sen 15 0,3 - sen 25 0,4 - sen 40 0,6 a) 1,3 b) 1,5 c) 1,7 d) 2,0 e) 2,2 2. (Ufrgs 2016) Utilize o enunciado e o gráfico abaixo para responder à(s) questão(ões) a seguir. Um feixe de luz branca incide em uma das faces de um prisma de vidro imerso no ar. Após atravessar o prisma, o feixe emergente exibe um conjunto de raios de luz de diversas cores. Na figura abaixo, estão representados apenas três raios correspondentes às cores azul, verde e vermelha. A partir dessa configuração, os raios 1, 2 e 3 correspondem, respectivamente, às cores a) vermelha, verde e azul. b) vermelha, azul e verde. c) verde, vermelha e azul. d) azul, verde e vermelha. e) azul, vermelha e verde.

2 3. (Fuvest 2010) Luz proveniente de uma lâmpada de vapor de mercúrio incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma de vidro de ângulos e 90, imerso no ar, como mostra a figura a seguir. 30, 60 A radiação atravessa o vidro e atinge um anteparo. Devido ao fenômeno de refração, o prisma separa as diferentes cores que compõem a luz da lâmpada de mercúrio e observam-se, no anteparo, linhas de cor violeta, azul, verde e amarela. Os valores do índice de refração n do vidro para as diferentes cores estão dados adiante. a) Calcule o desvio angular do prisma. α, em relação a direção de incidência, do raio de cor violeta que sai b) Desenhe, na figura a seguir, o raio de cor violeta que sai do prisma. c) Indique, na representação do anteparo a seguir, a correspondência entre as posições das linhas L1, L2, L3 e L4 e as cores do espectro do mercúrio. NOTE E ADOTE: θ (graus) senθ Cor 60 0,866 violeta 1, ,766 azul 1, ,643 verde 1, ,500 amarelo 1,515 lei de Snell: n senθ n senθ n (vidro) n 1 para qualquer comprimento de onda no ar.

3 4. (Unesp 2009) A figura representa o gráfico do desvio δ sofrido por um raio de luz monocromática que atravessa um prisma de vidro imerso no ar, de ângulo de refringência A = 50º, em função do ângulo de incidência θ 1. É dada a relação δ θ 1 θ 2 A, em que θ 1 e θ 2 são, respectivamente, os ângulos de incidência e de emergência do raio de luz ao atravessar o prisma (pelo princípio da reversibilidade dos raios de luz, é indiferente qual desses ângulos é de incidência ou de emergência, por isso há no gráfico dois ângulos de incidência para o mesmo desvio δ ). Determine os ângulos de incidência e de emergência mínimo, em que δmín 30º. θ 1 θ 2 do prisma na situação de desvio 5. (Unesp 2006) Um prisma de vidro imerso em água, com a face AB perpendicular à face BC, e a face AC com uma inclinação de 45 em relação a AB, é utilizado para desviar um feixe de luz monocromático. O feixe penetra perpendicularmente à face AB, incidindo na face AC com ângulo de incidência de 45. O ângulo limite para a ocorrência de reflexão total na face AC é 60. Considerando que o índice de refração do vidro é maior que o da água, a trajetória que melhor representa o raio emergente é a) I. b) IV. c) II. d) V. e) III. 6. (Uepg 2017) Uma lente delgada é utilizada para projetar numa tela, situada a 1m da lente, a imagem de um objeto real de 10 cm de altura e localizado a 25 cm da lente. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01) A lente é convergente. 02) A distância focal da lente é 20 cm. 04) A imagem é invertida. 08) O tamanho da imagem é 40 cm. 16) A imagem é virtual.

4 7. (G1 - ifsul 2017) 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. 8. (Ufrgs 2017) Na figura abaixo, O por uma lente esférica. representa um objeto real e I sua imagem virtual formada Assinale a alternativa que preenche as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Com base nessa figura, é correto afirmar que a lente é e está posicionada. a) convergente à direita de I b) convergente entre O e I c) divergente à direita de I d) divergente entre O e I e) divergente à esquerda de O 9. (Eear 2017) 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) (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.

5 a) b) c) d) 11. (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. 12. (Ebmsp 2016)

6 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. 13. (G1 - ifsul 2016) 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. 14. (Udesc 2016) Os olhos dos seres humanos podem ser considerados sistemas ópticos. Eles são a janela de entrada da luz e, consequentemente, responsáveis pela formação das imagens que resultarão em nossa visão. Quando a formação de imagens no olho não é nítida, há alguma anomalia. Considerando as anomalias relativas à visão humana e os estudos sobre lentes, analise as proposições. I. Um encurtamento do bulbo do olho, se comparado ao comprimento normal do bulbo, é característico de pessoas com hipermetropia. Neste caso, a imagem forma-se depois da retina e não sobre ela, prejudicando sua nitidez. Para correção desse problema de visão, utilizam-se lentes convergentes. II. Um olho com miopia apresenta um alongamento do bulbo, quando comparado ao comprimento normal. Com isso, a imagem dos objetos acabará por se formar após a retina, prejudicando a nitidez da imagem formada. Para correção desse problema de visão utilizam-se lentes divergentes. III. A dioptria de uma lente, também chamada de grau da lente, corresponde numericamente ao inverso da distância focal, medida em metros. IV. Uma lente convergente de distância focal igual a 30 cm está imersa no ar. Quando se coloca um objeto de 5 cm de altura, a 40 cm de distância da lente, obtém-se uma imagem real, invertida, maior e localizada a 120 cm da lente. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 15. (Unesp 2016) Durante a análise de uma lente delgada para a fabricação de uma lupa, foi construído um gráfico que relaciona a coordenada de um objeto colocado diante da lente (p) com a coordenada da imagem conjugada desse objeto por essa lente (p ). A figura 1 representa a lente, o objeto e a imagem. A figura 2 apresenta parte do gráfico construído.

7 Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss para essa lente, calcule a que distância se formará a imagem conjugada por ela, quando o objeto for colocado a 60 cm de seu centro óptico. Suponha que a lente seja utilizada como lupa para observar um pequeno objeto de 8 mm de altura, colocado a 2 cm da lente. Com que altura será vista a imagem desse objeto? 16. (Ufjf-pism ) Uma vela está situada a uma distância de convergente com distância focal de 10 cm, como mostrado na figura abaixo. 23 cm de uma lente 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. 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. 17. (Fuvest 2014) Um estudante construiu um microscópio ótico digital usando uma webcam, da qual ele removeu a lente original. Ele preparou um tubo adaptador e fixou uma lente convergente, de distância focal f = 50 mm, a uma distância d = 175 mm do sensor de imagem da webcam, como visto na figura abaixo. Note e adote: Pixel é a menor componente de uma imagem digital. Para todos os cálculos, desconsidere a espessura da lente.

8 No manual da webcam, ele descobriu que seu sensor de imagem tem dimensão total útil de mm, com pixels. Com estas informações, determine a) as dimensões do espaço ocupado por cada pixel; b) a distância L entre a lente e um objeto, para que este fique focalizado no sensor; c) o diâmetro máximo D que uma pequena esfera pode ter, para que esteja integralmente dentro do campo visual do microscópio, quando focalizada. 18. (G1 - cps 2012) Nas plantações de verduras, em momentos de grande insolação, não é conveniente molhar as folhas, pois elas podem queimar a não ser que se faça uma irrigação contínua. Observando as figuras, conclui-se que a queima das verduras ocorre, porque as gotas depositadas sobre as folhas planas assumem formatos de objetos ópticos conhecidos como lentes a) biconvexas, que têm a propriedade de dispersar a radiação solar. b) bicôncavas, que têm a propriedade de dispersar a radiação solar. c) plano-convexas, que têm a propriedade de concentrar a radiação solar. d) plano-côncavas, que têm a propriedade de concentrar a radiação solar. e) convexo-côncavas, que têm a propriedade de concentrar a radiação solar. 19. (Epcar (Afa) 2012) A figura 1 abaixo ilustra o que um observador visualiza quando este coloca uma lente delgada côncavo-convexa a uma distância d sobre uma folha de papel onde está escrita a palavra LENTE. Justapondo-se uma outra lente delgada à primeira, mantendo esta associação à mesma distância d da folha, o observador passa a enxergar, da mesma posição, uma nova imagem, duas vezes menor, como mostra a figura 2. Considerando que o observador e as lentes estão imersos em ar, são feitas as seguintes afirmativas. I. A primeira lente é convergente. II. A segunda lente pode ser uma lente plano-côncava. III. Quando as duas lentes estão justapostas, a distância focal da lente equivalente é menor do que a distância focal da primeira lente. São corretas apenas a) I e II apenas. b) I e III apenas. c) II e III apenas. d) I, II e III. 20. (G1 - ifpe 2012) Analisando os três raios notáveis de lentes esféricas convergentes, dispostas pelas figuras abaixo, podemos afirmar que:

9 a) Apenas um raio está correto. b) Apenas dois raios são corretos. c) Os três raios são corretos. d) Os raios notáveis dependem da posição do objeto, em relação ao eixo principal. e) Os raios notáveis dependem da posição da lente, em relação ao eixo principal. 21. (Enem 2015) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (lbn al-haytham: d.c.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em tecido utilizado como anteparo. Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à) a) íris b) retina c) pupila d) córnea e) cristalino 22. (Acafe 2012) A figura abaixo mostra esquematicamente o olho humano, enfatizando nos casos I e II os dois defeitos de visão mais comuns.

10 Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa, em sequência, as lacunas da frase a seguir. No caso I trata-se da, que pode ser corrigida com uma lente ; já no caso II trata-se de, que pode ser corrigida com uma lente. a) hipermetropía convergente miopía divergente b) hipermetropía divergente miopía convergente c) miopía divergente hipermetropía convergente d) miopía convergente hipermetropía divergente 23. (Ufrgs 2011) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem. O olho humano é um sofisticado instrumento óptico. Todo o globo ocular equivale a um sistema de lentes capaz de focalizar, na retina, imagens de objetos localizados desde distâncias muito grandes até distâncias mínimas de cerca de 25 cm. O olho humano pode apresentar pequenos defeitos, como a miopia e a hipermetropia, que podem ser corrigidos com o uso de lentes externas. Quando raios de luz paralelos incidem sobre um olho míope, eles são focalizados antes da retina, enquanto a focalização ocorre após a retina, no caso de um olho hipermétrope. Portanto, o globo ocular humano equivale a um sistema de lentes. As lentes corretivas para um olho míope e para um olho hipermétrope devem ser, respectivamente, e a) convergentes - divergente - divergente b) convergentes - divergente - convergente c) convergentes - convergente - divergente d) divergentes - divergente - convergente e) divergentes - convergente - divergente 24. (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 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.

11 25. (Acafe 2014) Um médico oftalmologista realizou uma cirurgia no globo ocular de dois pacientes (paciente A e paciente B), a fim de corrigir dois defeitos da visão. Para tanto, utiliza um método de cirurgia corretiva a Laser que possui maior precisão e eficiência. No paciente A o procedimento corrigiu o defeito e, com isso, o ponto remoto do olho foi colocado para mais longe. No paciente B houve a correção do defeito de tal modo que o ponto próximo foi trazido para mais perto do olho. Nesse sentido, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. ( ) O paciente A pode ter corrigido o defeito da hipermetropia. ( ) O paciente B utilizava uma lente convergente para corrigir seu defeito visual antes da cirurgia. ( ) A cirurgia no paciente A fez com que a imagem de um objeto, que se formava antes da retina, se forme exatamente sobre a retina. ( ) Antes da cirurgia a imagem de um objeto se formava atrás da retina no olho do paciente B. ( ) Uma das causas do defeito da visão do paciente A poderia ser por que seu globo ocular é achatado. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F - V - V - V - F b) F - F - V - V - V c) F - V - F - V - V d) V - V - F - F - V 26. (Upf 2016) Uma pessoa com visão perfeita observa um adesivo, de tamanho igual a 6 mm, grudado na parede na altura de seus olhos. A distância entre o cristalino do olho e o adesivo é de 3 m. Supondo que a distância entre esse cristalino e a retina, onde se forma a imagem, é igual a 20 mm, o tamanho da imagem do adesivo formada na retina é: a) b) c) d) e) mm mm mm mm mm. 27. (Ufpel 2007) O olho humano é um sofisticado sistema óptico que pode sofrer pequenas variações na sua estrutura, ocasionando os defeitos da visão. Com base em seus conhecimentos, analise as afirmativas a seguir. I. No olho míope, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da visão é corrigido usando uma lente divergente. II. No olho com hipermetropia, a imagem nítida se forma atrás da retina, e esse defeito da visão é corrigido usando uma lente convergente. III. No olho com astigmatismo, que consiste na perda da focalização em determinadas direções, a sua correção é feita com lentes cilíndricas. IV. No olho com presbiopia, ocorre uma dificuldade de acomodação do cristalino, e esse defeito da visão é corrigido mediante o uso de uma lente divergente. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) a) I e II. b) III. c) II e IV. d) II e III. e) I e IV.

12 GABARITO: 1) B 2) A 3) (a) 20º (b) 50º 4) 40º 5) E 6) = 15 7) A 8) C 9) D 10) B 11) B 12) A 13) A 14) D 15) p = 12 cm, 10 mm 16) A 17) (a) 1, mm 2 (b) L = 70 mm (c) D = 2,4 mm 18) C 19) A 20) C 21) B 22) A 23) B 24) E 25) A 26) C 27) D