Óptica Geométrica
Lista de 11 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Óptica Geométrica com questões de Vestibulares.
Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema aqui.
01. (UFAL) A figura representa um feixe de raios paralelos incidentes em uma superfície S e os correspondentes raios emergentes:
Essa figura ilustra o fenômeno óptico da:
- dispersão.
- reflexão difusa.
- refração.
- difração.
- reflexão regular.
Resposta: B
Resolução:
A reflexão difusa, também conhecida como reflexão irregular, é um fenômeno óptico em que a luz incidente em uma superfície não é refletida de forma uniforme em uma única direção, como na reflexão especular, mas é dispersa em várias direções. Isso ocorre devido à irregularidade da superfície refletora, que dispersa a luz incidente em diferentes ângulos.
Características da reflexão difusa:
1. Superfícies rugosas: A reflexão difusa ocorre principalmente em superfícies que são rugosas, ásperas ou texturizadas. Quando a luz incide em tais superfícies, ela interage com as pequenas irregularidades da superfície, resultando em uma dispersão da luz em várias direções.
2. Ausência de imagens nítidas: Diferentemente da reflexão especular, em que a luz é refletida em um ângulo igual ao ângulo de incidência e produz uma imagem nítida, a reflexão difusa não produz imagens nítidas. Em vez disso, a luz refletida é espalhada de forma desordenada, resultando em uma aparência opaca e difusa.
3. Exemplos comuns: Superfícies comuns que exibem reflexão difusa incluem papel, tecido, madeira, paredes pintadas, superfícies ásperas de vidro fosco e muitos materiais não metálicos.
4. Luz difusa: A reflexão difusa contribui para a criação de uma iluminação suave e uniforme em ambientes, evitando pontos brilhantes excessivos. Isso é particularmente útil em design de interiores e fotografia, onde a luz difusa é frequentemente desejada.
5. Espalhamento de cores: A reflexão difusa pode afetar a percepção das cores, uma vez que a luz refletida é composta por diferentes comprimentos de onda que podem ser dispersos em várias direções. Isso pode resultar em cores aparentemente mais suaves e menos saturadas em comparação com a reflexão especular.
A reflexão difusa desempenha um papel importante em muitos aspectos da vida cotidiana, desde a maneira como percebemos a cor e a textura dos objetos até a forma como projetamos iluminação em ambientes para criar atmosferas agradáveis e sem brilho excessivo.
02. (FEI) Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5 cm. Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a imagem reduz-se para 4 cm de altura. Qual é a distância entre o prédio e a câmara, na primeira posição?
- 100 m
- 200 m
- 300 m
- 400 m
- 500 m
Resposta: D
Resolução:
03. (Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:
- os raios luminosos cancelam-se.
- mudam a direção de propagação.
- continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.
- propagam-se em trajetórias curvas.
- retornam em sentidos opostos.
Resposta: C
Resolução:
04. (UECE) Considere uma fibra ótica distendida ao longo de uma trajetória sinuosa. Uma das extremidades recebe luz que, através da fibra, sai pela outra extremidade. Note que a fibra não segue uma trajetória retilínea. Essa aparente violação dos conceitos de ótica geométrica, a respeito da propagação retilínea da luz, pode ser explicada da seguinte forma:
- a luz percorre trajetórias retilíneas no interior da fibra, sofrendo múltiplas reflexões na superfície da fibra até a saída.
- a luz no interior da fibra somente se propaga se a fibra estiver disposta em linha reta.
- a luz no interior da fibra viola os princípios da ótica geométrica.
- a luz sofre refrações múltiplas durante sua propagação, havendo apenas uma reflexão total na saída da fibra.
Resposta: D
Resolução:
05. (Uema) O edifício monumental, localizado em um shopping de São Luís-mA, iluminado pelos raios solares, projeta uma sombra de comprimento L = 80 m. Simultaneamente, um homem de 1,80 m de altura, que está próximo ao edifício, projeta uma sombra de l = 3,20 m. O valor correspondente, em metros, à altura do prédio é igual a
- 50,00
- 47,50
- 45,00
- 42,50
- 40,00
Resposta: C
Resolução:
06. (UEMG) Em uma aula sobre Gravitação, o professor de Física resolveu escrever um poema e mostrá-lo a seus alunos:
“O Sol e a Lua num balé em torno da Terra.
Ora a Lua está entre o Sol e a Terra.
Ora a Terra está entre o Sol e a Lua.”
Os dois últimos versos desse poema referem-se, respectivamente,
- à lua crescente e à lua minguante.
- à lua cheia e à lua nova.
- à lua nova e à lua cheia.
- a uma situação irreal.
Resposta: C
Resolução:
07. (UFRRJ) Na figura a seguir, F é uma fonte de luz extensa e A um anteparo opaco. Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, regiões de:
- sombra, sombra e penumbra.
- sombra, sombra e sombra.
- penumbra, sombra e penumbra.
- sombra, penumbra e sombra.
- penumbra, penumbra e sombra.
Resposta: C
Resolução:
08. (Fatec) Um objeto y de comprimento 4,0 cm projeta uma imagem y’ em uma câmara escura de orifício, como indicado na figura.
O comprimento de y’ é, em centímetros, igual a:
- 2,5
- 2,0
- 1,8
- 1,6
- 0,4
Resposta: D
Resolução:
09. (IFBA) Um objeto luminoso e linear é colocado a 20 cm do orifício de uma câmara escura, obtendo-se em sua parede do fundo, uma figura projetada de 8 cm de comprimento. O objeto é, então, afastado, sendo colocado a 80 cm do orifício da câmara. O comprimento da nova figura projetada na parede do fundo da câmara é:
- 32 cm
- 16 cm
- 2 cm
- 4 cm
- 10 cm
Resposta: C
Resolução:
10. (EEAR) Um objeto é colocado perpendicularmente ao eixo principal e a 20 cm de uma lente divergente estigmática de distância focal igual a 5 cm. A imagem obtida é virtual, direita e apresenta 2 cm de altura. Quando essa lente é substituída por outra convergente estigmática de distância focal igual a 4 cm e colocada exatamente na mesma posição da anterior, e mantendo-se o objeto a 20 cm da lente, a imagem agora apresenta uma altura de _____ cm.
- 2,5
- 4,0
- 5,0
- 10,0
Resposta: A
Resolução: Começa em 6:56
11. (FITS) O olho humano pode apresentar algumas anormalidades que levam a dificuldades de enxergar em algumas situações.
Com base nos conhecimentos sobre a Óptica Geométrica, é correto afirmar:
- A correção da hipermetropia é possível através da utilização de uma lente divergente.
- O cristalino é a parte frontal do olho e funciona como uma lente divergente, do tipo convexa.
- A miopia é a anomalia que consiste no desvio do eixo óptico do globo ocular e sua correção é feita através do uso de lentes prismáticas.
- O estrabismo é uma anomalia da visão que consiste em um afastamento da retina em relação ao cristalino fazendo com que a imagem seja formada depois da retina, tornando-a não nítida.
- O astigmatismo consiste no fato de as superfícies que compõem o globo ocular apresentarem diferentes raios de curvatura, ocasionando uma falta de simetria de revolução em torno do eixo óptico.
Resposta: E
Resolução: Vamos analisar cada afirmação com base nos conhecimentos de Óptica Geométrica:
A. A correção da hipermetropia é possível através da utilização de uma lente divergente.
- Incorreta. A hipermetropia é corrigida com o uso de lentes convergentes, não divergentes. As lentes convergentes ajudam a focalizar a luz na retina em casos de hipermetropia.
B. O cristalino é a parte frontal do olho e funciona como uma lente divergente, do tipo convexa.
- Incorreta. O cristalino é uma parte do olho que funciona como uma lente convergente, não divergente. Ele ajuda a ajustar o foco para diferentes distâncias.
C. A miopia é a anomalia que consiste no desvio do eixo óptico do globo ocular e sua correção é feita através do uso de lentes prismáticas.
- Incorreta. A miopia é uma condição em que a imagem é focada na frente da retina, não devido a um desvio do eixo óptico, mas devido a um erro de refração. Ela é corrigida com lentes divergentes (côncavas) que movem o ponto focal de volta para a retina, não com lentes prismáticas.
D. O estrabismo é uma anomalia da visão que consiste em um afastamento da retina em relação ao cristalino, fazendo com que a imagem seja formada depois da retina, tornando-a não nítida.
- Parcialmente correta. O estrabismo é uma condição em que os olhos não estão alinhados corretamente, o que pode causar uma imagem dupla ou desfocada. No entanto, a causa não é o afastamento da retina em relação ao cristalino, mas sim a incapacidade dos olhos de trabalhar juntos para focalizar um objeto na mesma direção.
E. O astigmatismo consiste no fato de as superfícies que compõem o globo ocular apresentarem diferentes raios de curvatura, ocasionando uma falta de simetria de revolução em torno do eixo óptico.
- Correta. O astigmatismo é uma condição em que as superfícies do olho têm diferentes raios de curvatura em direções perpendiculares, levando a uma falta de simetria de revolução. Isso resulta em problemas de focalização e distorção da imagem.