Lista 21 optica 1

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Lista 21 optica 1

  1. 1. LISTA 21 – ÓPTICA 1 Questão 01 - (FMJ SP/2014) Fibra óptica é um filamento de vidro, ou de materiais poliméricos, com capacidade de transmitir luz. O filamento pode ter diâmetros variáveis, dependendo de sua aplicação, indo desde diâmetros mais finos que um fio de cabelo até alguns milímetros. A transmissão da luz em seu interior se dá, basicamente, a) por sucessivas reflexões. b) alternando reflexões com difrações. c) por sucessivas refrações. d) alternando refrações com reflexões. e) alternando refrações com difrações. Questão 02 - (UNESP/2013) Cor da chama depende do elemento queimado Por que a cor do fogo varia de um material para outro? A cor depende basicamente do elemento químico em maior abundância no material que está sendo queimado. A mais comum, vista em incêndios e em simples velas, é a chama amarelada, resultado da combustão do sódio, que emite luz amarela quando aquecido a altas temperaturas. Quando, durante a combustão, são liberados átomos de cobre ou bário, como em incêndio de fiação elétrica, a cor da chama fica esverdeada. (Superinteressante, março de 1996. Adaptado.) A luz é uma onda eletromagnética. Dependendo da frequência dessa onda, ela terá uma coloração diferente. O valor do comprimento de onda da luz é relacionado com a sua frequência e com a energia que ela transporta: quanto mais energia, menor é o comprimento de onda e mais quente é a chama que emite a luz. Luz com coloração azulada tem menor comprimento de onda do que luz com coloração alaranjada. (http://papofisico.tumblr.com. Adaptado.) Baseando-se nas informações e analisando a imagem, é correto afirmar que, na região I, em relação à região II, a) a luz emitida pela chama se propaga pelo ar com maior velocidade. b) a chama emite mais energia. c) a chama é mais fria. d) a luz emitida pela chama tem maior frequência. e) a luz emitida pela chama tem menor comprimento de onda. Questão 03 - (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 151 600 000 km de Sobral, é correto afirmar que a distância do centro da Lua até Sobral era de a) no máximo 379 000 km b) no máximo 279 000 km c) no mínimo 379 000 km d) no mínimo 479 000 km e) exatamente 379 000 km Questão 04 - (UNIFOR CE) O esquema representa o alinhamento do Sol, d Terra e da Lua no momento de um eclipse. TERRA LUA SOL A Neste instante, uma pessoa situada no ponto A observará um eclipse: a) parcial da Lua b) total da Lua c) anular do Sol d) parcial do Sol e) total do Sol Questão 05 - (FUVEST SP) Uma câmera de segurança (C), instalada em uma sala, representada em planta na figura, “visualiza” a região clara indicada. Desejando aumentar o campo de visão da câmera, foi colocado um espelho plano, retangular, ocupando toda a região da parede entre os pontos A e B. Nessas condições, a figura que melhor representa a região clara, que passa a ser visualizada pela câmera, é
  2. 2. Questão 06 - (FM Petrópolis RJ/2014) Um objeto é colocado entre dois espelhos planos cujas superfícies refletoras formam um ângulo . Sabe-se que a medida de  é um divisor positivo de 24 e que o número total de imagens que esse objeto produz é maior que 17 e menor que 59. Quantos são os possíveis valores de ? a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6 Questão 07 - (UFG GO/2014) A figura a seguir representa um dispositivo óptico constituído por um laser, um espelho fixo, um espelho giratório e um detector. A distância entre o laser e o detector é d = 1,0 m, entre o laser e o espelho fixo é m3h  e entre os espelhos fixo e giratório é D = 2,0 m. Sabendo-se que  = 45º, o valor do ângulo  para que o feixe de laser chegue ao detector é: a) 15º b) 30º c) 45º d) 60º e) 75º Questão 08 - (UNESP/2014) Uma pessoa está parada numa calçada plana e horizontal diante de um espelho plano vertical E pendurado na fachada de uma loja. A figura representa a visão de cima da região. Olhando para o espelho, a pessoa pode ver a imagem de um motociclista e de sua motocicleta que passam pela rua com velocidade constante V = 0,8 m/s, em uma trajetória retilínea paralela à calçada, conforme indica a linha tracejada. Considerando que o ponto O na figura represente a posição dos olhos da pessoa parada na calçada, é correto afirmar que ela poderá ver a imagem por inteiro do motociclista e de sua motocicleta refletida no espelho durante um intervalo de tempo, em segundos, igual a a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 1. Questão 09 - (UNIRG TO/2014) Para realizar um experimento, um estudante fixou uma ponteira laser na parede, formando um ângulo θ=30° com a vertical, a qual aponta diretamente para um espelho móvel, conforme a figura a seguir. Considerando-se que o espelho se aproxima da parede com uma velocidade constante de 1,0 m/s, conclui-se que a velocidade vertical da imagem na parede, em m/s, é a seguinte: a) jˆ3v  
  3. 3. b) jˆ/33v   c) jˆ/33v   d) jˆ3v   Questão 10 - (Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP/2013) Um objeto O está parado entre dois espelhos planos, E1 e E2, a uma distância x do primeiro e y do segundo, como mostra a ilustração. Com o objeto mantido parado, aumentou-se de 2 m a distância de cada espelho em relação ao objeto, de modo que a distância entre as imagens dobrou. A distância inicial em metros entre os espelhos é a) 6. b) 3. c) 2. d) 5. e) 4. Questão 11 - (UNESP/2010) O fenômeno de retrorreflexão pode ser descrito como o fato de um raio de luz emergente, após reflexão em dois espelhos planos dispostos convenientemente, retornar paralelo ao raio incidente. Esse fenômeno tem muitas aplicações práticas. No conjunto de dois espelhos planos mostrado na figura, o raio emergente intersecta o raio incidente em um ângulo . Da forma que os espelhos estão dispostos, esse conjunto não constitui um retrorrefletor. Determine o ângulo , em função do ângulo , para a situação apresentada na figura e o valor que o ângulo  deve assumir, em radianos, para que o conjunto de espelhos constitua um retrorrefletor. Questão 12 - (UEG GO/2009) Na figura abaixo, o logo do Núcleo de Seleção da UEG é colocado em frente a dois espelhos planos (E1 e E2) que formam um ângulo de 90º. Qual alternativa corresponde às três imagens formadas pelos espelhos? a) b) c) d) Questão 13 - (UFSCar SP/2008) Um dia, um cão, carregando um osso na boca, ia atravessando uma ponte. Olhando para baixo, viu sua própria imagem refletida na água. Pensando ver outro cão, cobiçou-lhe logo o osso que este tinha na boca, e pôs-se a latir. Mal, porém, abriu a boca, seu próprio osso caiu na água e perdeu-se para sempre. (Fábula de Esopo.) a) Copie a figura seguinte em seu caderno de respostas.
  4. 4. Do ponto de vista de um observador que pudesse enxergar os dois meios ópticos, ar e água, produza um esquema de raios de luz que conduzem à imagem do osso, destacando os raios incidentes e refletidos, seus ângulos e as normais, que indicarão a localização da imagem dos pontos A e B. b) Admita 10,0 m/s2 o valor da aceleração da gravidade e que a resistência do ar ao movimento de queda do osso é desprezível. Se o osso largado pelo cachorro atingiu a superfície da água em 0,4 s, determine a distância que separava o cão ganancioso de sua imagem, no momento em que se iniciou a queda do osso. Questão 14 - (FEI SP/2008) Uma pessoa anda em direção a um espelho plano com velocidade V. É correto afirmar que: Adote g = 10 m/s2 a) Sua imagem se aproxima com velocidade igual a V. b) Sua imagem se afasta com velocidade igual a V. c) Sua imagem se afasta com uma velocidade maior que V. d) Sua imagem se aproxima com uma velocidade maior que V. e) A distância entre a pessoa e a imagem permanece constante. Questão 15 - (PUC GO/2014) O Livro e a América Talhado para as grandezas, P’ra crescer, criar, subir, O Novo Mundo nos músculos Sente a seiva do porvir. – Estatuário de colossos – Cansado doutros esboços Disse um dia Jeová: “Vai, Colombo, abre a cortina “Da minha eterna oficina... “Tira a América de lá.” Molhado inda do dilúvio, Qual Tritão descomunal, O continente desperta No concerto universal. Dos oceanos em tropa Um – traz-lhe as artes da Europa, Outro – as bagas de Ceilão... E os Andes petrificados, Como braços levantados, Lhe apontam para a amplidão. Olhando em torno então brada: “Tudo marcha!... Ó grande Deus! As cataratas – p’ra terra, As estrelas – para os céus Lá, do pólo sobre as plagas, O seu rebanho de vagas Vai o mar apascentar... Eu quero marchar com os ventos, Com os mundos... co’os firmamentos!!!” E Deus responde – “Marchar!” [...] (ALVES, Castro. Melhores poemas de Castro Alves. São Paulo: Global, 2003. p. 15-16.) A poesia de Castro Alves caracteriza-se pela descrição de espaços amplos, como se percebe na última estrofe do texto. Se observarmos o Sol no horizonte, bem ao final de uma tarde de céu límpido, vemos que sua cor aparenta-se “avermelhada”. A explicação para esse fato é que: a) A atmosfera da Terra espalha ondas com comprimentos menores, como o azul e o verde. b) A atmosfera da Terra absorve ondas com comprimentos menores, como o azul e o verde. c) A atmosfera da Terra reflete a luz que é emitida pelo Sol. d) A temperatura do Sol é menor ao final da tarde. Questão 16 - (UEG GO/2013) Explique, utilizando conceitos de ótica geométrica, porque a impressão de tamanho de um objeto muda quando um observador enxerga este objeto em duas posições diferentes. TEXTO: 1 - Comuns às questões: 17, 18 Foi René Descartes, em 1637, o primeiro a discutir claramente a formação do arco-íris. Ele escreveu: “Considerando que esse arco-íris aparece não apenas no céu, mas também no ar perto de nós, sempre que haja gotas de água iluminadas pelo Sol, como podemos ver em certas fontes, eu imediatamente entendi que isso acontece devido apenas ao caminho que os raios de luz traçam nessas gotas e atingem nossos olhos. Ainda mais, sabendo que as gotas são redondas, como fora anteriormente provado e, mesmo que sejam grandes ou pequenas, a aparência do arco-íris não muda de forma nenhuma, tive a ideia de considerar uma bem grande, para que pudesse examinar melhor...” Questão 17 - (PUC MG/2012) Assinale os fenômenos ópticos responsáveis pela formação do arco-íris: a) refração e reflexão b) difração e refração c) reflexão e interferência d) interferência e refração Questão 18 - (PUC MG/2012) Quanto ao fenômeno da dispersão das cores do arco-íris, é CORRETO afirmar: a) A dispersão da luz consiste em um fenômeno em que a luz branca é decomposta em cores fundamentais.
  5. 5. b) A refração da luz é maior para o vermelho que para o violeta. c) Quando a luz está se propagando no ar e atinge uma gota de água, por exemplo, a velocidade da luz muda para outro valor, maior do que quando estava se propagando no ar. d) Outro fenômeno que pode ser explicado a partir da dispersão é que, durante o dia, o céu se apresenta na cor azul, mas no entardecer passa a ter coloração avermelhada. Questão 19 - (UFU MG/2010) Ao olhar para um objeto (que não é uma fonte luminosa), em um ambiente iluminado pela luz branca, e constatar que ele apresenta a cor amarela, é correto afirmar que: a) O objeto absorve a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo. b) O objeto refrata a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo. c) O objeto difrata a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo. d) O objeto reflete a radiação cujo comprimento de onda corresponde ao amarelo. Questão 20 - (UFSCar SP/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. Questão 21 - (ITA SP/2007) Considere uma sala à noite iluminada apenas por uma lâmpada fluorescente. Assinale a alternativa correta. a) A iluminação da sala é proveniente do campo magnético gerado pela corrente elétrica que passa na lâmpada. b) Toda potência da lâmpada é convertida em radiação visível. c) A iluminação da sala é um fenômeno relacionado a ondas eletromagnéticas originadas da lâmpada. d) A energia de radiação que ilumina a sala é exatamente igual à energia elétrica consumida pela lâmpada. e) A iluminação da sala deve-se ao calor dissipado pela lâmpada. Questão 22 - (FUVEST SP/2007) No filme A MARCHA DOS PINGÜINS, há uma cena em que o Sol e a Lua aparecem simultaneamente no céu. Apesar de o diâmetro do Sol ser cerca de 400 vezes maior do que o diâmetro da Lua, nesta cena, os dois corpos parecem ter o mesmo tamanho. A explicação cientificamente aceitável para a aparente igualdade de tamanhos é: a) O Sol está cerca de 400 vezes mais distante da Terra do que a Lua, mas a luz do Sol é 400 vezes mais intensa do que a luz da Lua, o que o faz parecer mais próximo da Terra. b) A distância do Sol à Terra é cerca de 400 vezes maior do que a da Terra à Lua, mas o volume do Sol é aproximadamente 400 vezes maior do que o da Lua, o que faz ambos parecerem do mesmo tamanho. c) Trata-se de um recurso do diretor do filme, que produziu uma imagem impossível de ser vista na realidade, fora da tela do cinema. d) O efeito magnético perturba a observação, distorcendo as imagens, pois a filmagem foi realizada em região próxima ao Pólo. e) A distância da Terra ao Sol é cerca de 400 vezes maior do que a da Terra à Lua, compensando o fato de o diâmetro do Sol ser aproximadamente 400 vezes maior do que o da Lua. Questão 23 - (UFMS/2007) As diferentes cores de certas flores existentes na natureza, de certa forma, servem para atrair os agentes polinizadores, como abelhas, pássaros etc. Com relação às diferentes cores dos objetos existentes na natureza, e também com relação à propagação da luz em meios homogêneos e isotrópicos, é correto afirmar: 01. Se enxergamos uma determinada superfície, na cor vermelha quando iluminada pela luz solar, é porque essa superfície absorve predominantemente a luz vermelha contida na luz solar. 02. Se dois feixes de luz monocromática possuírem o mesmo comprimento de onda em dois meios transparentes de diferentes índices de refração, então esses dois feixes de luz possuem freqüências diferentes. 04. Se um feixe de luz monocromática atravessar dois meios transparentes de índices de refração diferentes, então o feixe terá a mesma freqüência nos dois meios somente se incidir perpendicularmente sobre a superfície dos meios. 08. Se um feixe de luz monocromática atravessar dois meios transparentes, mas de índices de refração diferentes, então esse feixe de luz terá velocidade de propagação diferente em cada meio. 16. Quanto maior for a freqüência de uma onda luminosa, maior será sua velocidade de propagação em um mesmo meio.
  6. 6. Questão 24 - (UNIFESP SP/2007) A figura representa um objeto e cinco espelhos planos, E1, E2, E3, E4 e E5. Assinale a seqüência que representa corretamente as imagens do objeto conjugadas nesses espelhos. a)  :E:E:E:E:E 54321 b) :E:E 21  :E:E 43  :E5 c) :E:E 21  :E:E 43  :E5 d) :E:E 21  :E:E 43  :E5 e)  :E:E:E:E:E 54321 Questão 25 - (ITA SP) Para se determinar o espaçamento entre duas trilhas adjacentes de um CD, foram montados dois arranjos: 1. O arranjo da figura (1), usando uma rede de difração de 300 linhas por mm, um LASER e um anteparo. Neste arranjo, mediuse a distância do máximo de ordem 0 ao máximo de ordem 1 da figura de interferência formada no anteparo. 2. O arranjo da figura (2), usando o mesmo LASER, o CD e um anteparo com um orifício para a passagem do feixe de luz. Neste arranjo, mediuse também a distância do máximo de ordem 0 ao máximo de ordem 1 da figura de interferência. Considerando nas duas situações 21 e  ângulos pequenos, a distância entre duas trilhas adjacentes do CD é de: a) 2,7 x 107 m b) 3,0 x 107 m c) 7,4 x 106 m d) 1,5 x 106 m e) 3,7 x 105 m Questão 26 - (FMTM MG) Da análise de fatos relacionados aos tipos de espelhos, é verdade que a) o espelho esférico é estigmático e o plano, justamente por sua forma não apresentar curvatura, é astigmático. b) as imagens obtidas com um espelho plano são sempre reais, enquanto no esférico elas podem ser virtuais. c) quando um feixe de luz incide num espelho esférico, os ângulos de incidência e de reflexão não são iguais. d) no espelho plano, a distância da imagem ao espelho é igual ao dobro da distância entre o objeto e a imagem. e) os princípios da propagação retilínea, da reversibilidade e da independência dos raios de luz são válidos para qualquer espelho. Questão 27 - (UESPI) Um pequeno objeto real de altura h é posicionado na frente de um espelho plano, a uma distância d do mesmo (veja figura). Assinale a alternativa correta com relação à imagem fornecida por tal espelho. a) A imagem é virtual, tem altura h e está localizada a uma distância d do espelho. b) A imagem é real, tem altura h e está localizada a uma distância d do espelho. c) A imagem é virtual, tem altura menor que h e está localizada a uma distância d/2 do espelho. d) A imagem é real, tem altura maior que h e está localizada a uma distância 2d do espelho. e) Independente de sua natureza (real ou virtual), a imagem terá altura h e estará localizada no foco do espelho. Questão 28 - (FUVEST SP/2014) A primeira medida da velocidade da luz, sem o uso de métodos astronômicos, foi realizada por Hippolyte Fizeau, em 1849. A figura abaixo mostra um esquema simplificado da montagem experimental por ele utilizada. Um feixe fino de luz, emitido pela fonte F, incide no espelho plano semitransparente E1. A luz refletida por E1 passa entre dois dentes da roda dentada R, incide perpendicularmente no espelho plano E2 que está a uma distância L da roda, é refletida e chega ao olho do observador. A roda é então colocada a girar em uma velocidade angular tal que a luz que atravessa o espaço entre dois dentes da roda e é refletida pelo espelho E2, não alcance o olho do observador, por atingir o dente seguinte da roda. Nesta condição, a roda, com N dentes, gira com velocidade angular constante e dá V voltas por segundo.
  7. 7. a) Escreva a expressão literal para o intervalo de tempo t em que a luz se desloca da roda até E2 e retorna à roda, em função de L e da velocidade da luz c. b) Considerando o movimento de rotação da roda, escreva, em função de N e V, a expressão literal para o intervalo de tempo t decorrido entre o instante em que a luz passa pelo ponto central entre os dentes A e B da roda e o instante em que, depois de refletida por E2, é bloqueada no centro do dente B. c) Determine o valor numérico da velocidade da luz, utilizando os dados abaixo. Note e adote: No experimento de Fizeau, os dentes da roda estão igualmente espaçados e têm a mesma largura dos espaços vazios; L = 8600 m; N = 750; V = 12 voltas por segundo. Questão 29 - (FUVEST SP/2013) O telêmetro de superposição é um instrumento ótico, de concepção simples, que no passado foi muito utilizado em câmeras fotográficas e em aparelhos de medição de distâncias. Uma representação esquemática de um desses instrumentos está na página de respostas. O espelho semitransparente E1 está posicionado a 45º em relação à linha de visão, horizontal, AB. O espelho E2 pode ser girado, com precisão, em torno de um eixo perpendicular à figura, passando por C, variando-se assim o ângulo  entre o plano de E2 e a linha horizontal. Deseja- se determinar a distância AB do objeto que está no ponto B ao instrumento. a) Desenhe na figura abaixo, com linhas cheias, os raios de luz que, partindo do objeto que está em B, atingem o olho do observador - um atravessa o espelho E1 e o outro é refletido por E2 no ponto C. Suponha que ambos cheguem ao olho do observador paralelos e superpostos. b) Desenhe, com linhas tracejadas, o trajeto aproximado de um raio de luz que parte do objeto em B', incide em C e é refletido por E2. Com o objeto em um ponto B específico, o ângulo  foi ajustado em 44º, para que os raios cheguem ao olho do observador paralelos e superpostos. Nessa condição, c) determine o valor do ângulo  entre as linhas AB e BC; d) com AC = 10 cm, determine o valor de AB. Note e adote: sen(22º) = 0,37; cos(22º) = 0,93 sen(44º) = 0,70; cos(44º) = 0,72 sen(88º) = 0,99; cos(88º) = 0,03 As direções AB e AC são perpendiculares entre si. Questão 30 - (UEL PR/2009) Presença indesejável sobre os alimentos, as moscas são também fonte de inspiração. Um bom exemplo disso é “Mosca na sopa” de Raul Seixas gravada em 1973. Associe os trechos em negrito da letra, coluna 1, com o fenômeno físico a estes correspondente, coluna 2. Assinale a alternativa que contém a associação correta das colunas. a) 1 – d; 2 – a; 3 – c; 4 – b. b) 1 – b; 2 – a; 3 – c; 4 – d. c) 1 – a; 2 – b; 3 – d; 4 – c. d) 1 – d; 2 – c; 3 – a; 4 – b. e) 1 – b; 2 – c; 3 – a; 4 – d. GABARITO: 1) Gab: A 2) Gab: C 3) Gab: A 4) Gab: E 5) Gab: B 6) Gab: A 7) Gab: D 8) Gab: B 9) Gab: D
  8. 8. 10) Gab: E 11) Gab:  =  – 2 rad 2   12) Gab: A 13) Gab: a) Sendo A’ e B’ a imagem de A e B, respectivamente, podemos ter: b) 2d = 1,6 m 14) Gab: D 15) Gab: A 16) Gab: Um objeto AB tem sua imagem real A’B’ projeta na retina pelo sistema ótico. O ângulo visual do observador muda quando ele muda de posição e isso faz com que a imagem A’B’ mude de tamanho e, embora o tamanho do objeto seja sempre o mesmo, o observador tem a impressão de que ele muda de tamanho. 17) Gab: A 18) Gab: A 19) Gab: D 20) Gab: D 21) Gab: C 22) Gab: E 23) Gab: 10 24) Gab: A 25) Gab: D 26) Gab: E 27) Gab: A 28) Gab: a) c L2 t  b) NV2 1 t  c) s/m10.1,3c 8  29) Gab: a) e b) c)  = 2º d) AB = 330 cm 30) Gab: A

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