PTICA Unidade VI Conceitos Bsicos da ptica Geomtrica e Reflexo da Luz

Victor Hugo

Prof. Edson Roberto de Souza

Captulo 16 Reflexo da luz16.1. Conceitos Bsicos da ptica Geomtrica

Corpo luminoso: so os corpos que emitem luz prpria. Exemplo: o Sol, as estrelas, a chama de uma vela, etc. Corpo iluminado: so os corpos que refletem a luz que recebem a luz de outros corpos. Corpos opacos: so os corpos que impedem a passagem da luz. Corpos transparentes: so os corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz. Corpos translcidos: so os corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz.

Princpios da ptica GeomtricaPrincpio da propagao retilnea da luz: Num meio homogneo e transparente, a luz se propaga em linha reta. Princpio da reversibilidade dos raios de luz: O caminho seguido pela luz independe do sentido de propagao. Princpio da independncia dos raios de luz: Um raio de luz, ao cruzar com outro, no interfere na sua propagao.

16.2. Cmara Escura

Colocando-se um corpo luminoso, ou iluminado, diante de um orifcio de uma caixa de paredes opacas, verifica-se que sobre a parede oposta do orifcio se forma a imagem invertida do corpo . Relao trigonomtrica

16.3. Cor de um Corpo

A cor que um corpo apresenta por reflexo determinada pelo tipo de luz que ele reflete. Por exemplo, um corpo ao ser iluminado pela luz branca (que contm todas as cores), se apresenta azul, porque reflete a luz azul e absorve as demais. Um corpo iluminado pela luz branca se apresenta branco porque reflete todas as cores. Um corpo negro absorve todas as cores.

(Observe como as superfcies refletem as diferentes cores para o olho do observador)

(Observe o mesmo vaso iluminado por luz branca e luzes monocromticas)

16.4. Reflexo da Luz

Reflexo regular: a reflexo que ocorre numa superfcie lisa e polida. Exemplo: espelho. Reflexo difusa: a reflexo que ocorre numa superfcie irregular. Nesta reflexo os raios espalham-se desordenadamente em todas as direes. Leis da reflexo

1a lei: O raio incidente, o raio refletido e a normal pertencem ao mesmo plano. 2a lei: O ngulo de reflexo igual ao ngulo de incidncia.

16.5. Espelhos Planos

Considera-se espelho plano toda superfcie plana e lisa onde predomine a reflexo regular da luz.

Formao de imagens num espelho plano

O objeto e a imagem fornecida por um espelho plano so simtricos em relao ao espelho. Um espelho plano associa a um objeto real uma imagem virtual.

16.6. Espelhos Esfricos

Espelhos esfricos so superfcies refletoras que tm a forma de calota esfrica. So cncavos se a superfcie refletora for a parte interna, ou convexos, se a superfcie refletora for a parte externa.

Raios Principais ou Raios Notveis

Todo raio de luz que incide num espelho esfrico paralelamente ao eixo principal reflete numa direo que passa pelo foco.

Todo raio de luz que incide num espelho esfrico numa direo que passa pelo foco reflete paralelamente ao eixo principal.

Um raio de luz incidindo na direo do centro de curvatura de um espelho esfrico reflete-se na mesma direo.

16.6.1 Construo de Imagens - Espelhos Esfricos

A imagem de um ponto obtida pela interseo de pelo menos, dois raios refletidos correspondentes a dois raios incidentes provenientes do ponto.

Objeto entre o foco (F) e o vrtice (P)

Objeto no foco

Objeto entre o foco (F) e o centro de curvatura (C)

Objeto no centro de curvatura

Objeto alm do centro de curvatura

Objeto diante de um espelho convexo

16.6.2. Estudo Analtico - Espelhos Esfricos

Dadas a posio e a altura de um objeto real, relativamente a um espelho esfrico, a posio e a altura da imagem podem ser determinadas analiticamente.

1/f = 1/p + 1/p' i/o = - p'/p Aumento linear: A = hi/ho ou A = -p'/pp = distncia do objeto ao espelho p' = distncia da imagem ao espelho R = raio de curvatura f = distncia focal (f = R/2)

ho = altura do objeto hi = altura da imagem

p' > 0 : imagem real p' < 0 : imagem virtual hi > 0 : imagem direita hi < 0 : imagem invertida f >0 : espelho cncavo f < 0 : espelho convexo

CAPTILO 16 TESTES E PROBLEMAS DE VESTIBULARES1. (Fuvest) A figura adiante representa um objeto A colocado a uma distncia de 2,0m de um espelho plano S, e uma lmpada L colocada distncia de 6,0m do espelho. a) Desenhe o raio emitido por L e refletido em S que atinge A. Explique a construo. b) Calcule a distncia percorrida por esse raio

2. (Fatec) A figura a seguir mostra um objeto A colocado a 5m de um espelho plano, e um observador O, colocando a 7m deste mesmo espelho. Um raio de luz que parte de A e atinge o observador O por reflexo no espelho percorrer, neste trajeto de A para O a) 9m b) 12m c) 15m d) 18m e) 21m

3. (Ufpe) Um observador, a 1,0m de um espelho plano, v a imagem de um objeto que est a 6,0m do espelho. Quando o observador se aproxima 0,5m do espelho, a quantos metros do espelho estar a imagem do objeto? 4. (Faap) O ngulo entre o raio refletido e o raio incidente 72. O ngulo de incidncia : a) 18 b) 24 c) 36 d) 72 e) 144

5. (Uece) Um menino, parado em relao ao solo, v sua imagem em um espelho plano E colocado parede traseira de um nibus. Se o nibus se afasta do menino com velocidade de 2m/s, o mdulo da velocidade da imagem, em relao ao solo, : a) 4 m/s b) 3 m/s c) 2 m/s d) 1 m/s

6. (Faap) Uma modelo aproxima-se de um espelho plano e depois dele se afasta sempre andando muito charmosamente. Qual dos grficos a seguir representa o tamanho real h de sua imagem em funo do tempo?

7. (Pucmg) Num relgio de ponteiros, cada nmero foi substitudo por um ponto. Uma pessoa, ao observar a imagem desse relgio refletida em um espelho plano, l 8 horas. Se fizermos a leitura diretamente no relgio, verificaremos que ele est marcando: a) 6 h b) 2 h c) 9 h d) 4 h e) 10 h 8. (Unesp) Um estudante veste uma camiseta em cujo peito se l a inscrio seguinte: UNESP a) Reescreva essa inscrio, na forma que sua imagem aparece para o estudante, quando ele se encontra frente a um espelho plano. b) Suponha que a inscrio esteja a 70cm do espelho e que cada letra da camiseta tenha 10cm de altura. Qual a distncia entre a inscrio e sua imagem? Qual a altura de cada letra da imagem? 9. (Uel) Um observador O observa a imagem de um objeto P refletida num espelho plano horizontal. A figura mostra um feixe de raios luminosos que partem de P. O raio que atinge o observador O a) PEO b) PDO c) PCO

d) PBO e) PAO 10. (Fuvest) Em uma exposio, organizada em dois andares, foi feita uma montagem com dois espelhos planos E1 e E2, dispostos a 45 entre os andares, como na figura 1. Uma visitante, quando no andar superior, no ponto A, fotografa um quadro (Q), obtendo a foto 1, tal como vista no visor (fig. 1). Essa visitante, ao descer as escadas, fotografa, no ponto B, o mesmo quadro atravs dos espelhos. A nova foto, tal como vista no visor,

11. (Unesp) Um raio de luz, vertical, incide num espelho plano horizontal. Se o espelho girar 20 graus em torno de um eixo horizontal, o raio refletido se desviar de sua direo original de a) 0 b) 20 c) 10 d) 60 e) 40 12. (Ufpe) Uma criana corre em direo a um espelho vertical plano, com uma velocidade constante de 4,0m/s. Qual a velocidade da criana, em m/s, em relao sua imagem? a) 1,0 b) 2,0 c) 4,0 d) 6,0 e) 8,0 13. (Fuvest) A imagem de um objeto forma-se a 40cm de um espelho cncavo com distncia focal de 30cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo principal do espelho, real, invertida e tem 3cm de altura. a) Determine a posio do objeto. b) Construa o esquema referente a questo representando objeto, imagem, espelho e raios utilizados e indicando as distncias envolvidas. 14. (Unesp) Isaac Newton foi o criador do telescpio refletor. O mais caro desses instrumentos at hoje fabricado pelo homem, o telescpio espacial Hubble (1,6 bilho de dlares), colocado em rbita terrestre em 1990, apresentou em seu espelho cncavo, dentre outros, um defeito de fabricao que impede a obteno de imagens bem definidas das estrelas distantes(O Estado de So Paulo, 01/08/91, p.14). Qual das figuras a seguir representaria o funcionamento perfeito do espelho do telescpio?

15. (Cesgranrio) A vigilncia de uma loja utiliza um espelho convexo de modo a poder ter um ampla viso do seu interior. A imagem do interior dessa loja, vista atravs desse espelho, ser: a) real e situada entre o foco e o centro da curvatura do espelho. b) real e situada entre o foco e o espelho. c) real e situada entre o centro e o espelho. d) virtual e situada entre o foco e o espelho. e) virtual e situada entre o foco e o centro de curvatura do espelho. 16. (Fei) O espelho retrovisor de uma motocicleta convexo porque: a) reduz o tamanho das imagens e aumenta o campo visual b) aumenta o tamanho das imagens e aumenta o campo visual c) reduz o tamanho das imagens e diminui o campo visual d) aumenta o tamanho das imagens e diminui o campo visual e) mantm o tamanho das imagens e aumenta o campo visual 17. (Ufmg) Um estudante colocou uma caneta a uma distncia relativamente grande de uma colher bem polida e observou o tipo de imagem que aparecia na parte interna da colher. A imagem que ele viu, comparada com a caneta, era a) maior, direta e virtual. b) maior, invertida e real. c) menor, invertida e virtual. d) menor, direta e real. e) menor, invertida e real. 18. (Unaerp) Um espelho usado por esteticistas permite que o cliente, bem prximo ao espelho, possa ver seu rosto ampliado e observar detalhes da pele. Este espelho : a) cncavo. b) convexo. c) plano. d) anatmico. e) epidrmico.

19. (Fuvest) Um holofote constitudo por dois espelhos esfricos cncavos E1 e E2, de modo que a quase totalidade da luz proveniente da lmpada L seja projetada pelo espelho maior E 1, formando um feixe de raios quase paralelos. Neste arranjo, os espelhos devem ser posicionados de forma que a lmpada esteja aproximadamente a) nos focos dos espelhos E1 e E2. b) no centro de curvatura de E e no vrtice de E1. c) no foco de E2 e no centro de curvatura de E1. d) nos centros de curvatura de E1 e E2. e) no foco de E1 e no centro de curvatura de E2. 20. (Ufu) Considere os espelhos cncavos e convexos e os seus respectivos focos (F) e centros (C) desenhados nos itens a seguir. Assinale a alternativa que representa corretamente o objeto real (o) e a sua imagem (i) formada.

21. (Pucpr) Considere as figuras que representam uma vela colocada em frente a vrios tipos de espelhos. A imagem da vela formada pelo espelho ser virtual em: a) I, IV e V . b) II e III. c) I e II d) somente V. e) somente IV e V.

22. (Ufpel)Um objeto de 6 cm de altura colocado perpendicularmente ao eixo principal e a 24 cm do vrtice de um espelho esfrico cncavo, de raio de curvatura 36 cm. Baseado em seus conhecimentos sobre ptica geomtrica, a altura e natureza da imagem so, respectivamente, a) 2 cm, virtual e direita. b) 12 cm, real e invertida. c) 18 cm, virtual e direita. d) 18 cm, real e invertida. e) 2 cm, virtual e invertida. 23. (Unifesp) Suponha que voc estagirio de uma estao de televiso e deve providenciar um espelho que amplie a imagem do rosto dos artistas para que eles prprios possam retocar a maquilagem. O toucador limita a aproximao do rosto do artista ao espelho a, no mximo, 15 cm. Dos espelhos a seguir, o nico indicado para essa finalidade seria um espelho esfrico a) cncavo, de raio de curvatura 5,0 cm. b) convexo, de raio de curvatura 10 cm. c) convexo, de raio de curvatura 15 cm. d) convexo, de raio de curvatura 20 cm. e) cncavo, de raio de curvatura 40 cm. 24. (Ufscar) Uma mocinha possua um grande espelho esfrico cncavo que obedecia s condies de estigmatismo de Gauss. Com seu espelho, de raio de curvatura 3,0 m, estava acostumada a observar recentes cravos e espinhas. Certo dia, sem que nada se interpusesse entre ela e seu espelho, observando-o diretamente, a uma distncia de 2,0 m da superfcie refletora e sobre o eixo principal, a) no pde observar a imagem de seu rosto, que de tamanho menor e em posio invertida. b) no pde observar a imagem de seu rosto, que de tamanho maior e em posio invertida. c) pde observar a imagem de seu rosto em tamanho reduzido e disposta em posio direita. d) pde observar a imagem de seu rosto em tamanho ampliado e disposta em posio direita. e) pde observar a imagem de seu rosto em tamanho ampliado e disposta em posio invertida. 25. (Uerj) Com o objetivo de obter mais visibilidade da rea interna do supermercado, facilitando o controle da movimentao de pessoas, so utilizados espelhos esfricos cuja distncia focal em mdulo igual a 25 cm. Um cliente de 1,6 m de altura est a 2,25 m de distncia do vrtice de um dos espelhos. a) Indique o tipo de espelho utilizado e a natureza da imagem por ele oferecida. b) Calcule a altura da imagem do cliente.

26. (Unicamp) Em alguns carros comum que o espelho retrovisor modifique a altura aparente do carro que vem atrs. As imagens a seguir so vistas pelo motorista em um retrovisor curvo (Fig. 1) e em um retrovisor plano (Fig. 2). a) Qual (qualitativamente) a curvatura do retrovisor da Fig. 1? b) A que distncia o carro detrs se encontra, quando a sua imagem vista pelo motorista ocupa todo o espelho plano (Fig. 2), cuja altura de 4,0 cm? Considere que a altura real do carro seja de 1,6 m e que o teto do carro, o olho do motorista (situado a 50 cm do retrovisor) e o topo da imagem no espelho estejam alinhados horizontalmente.

27. (Uel) Uma superfcie refletora esfrica cncava, cujo raio de curvatura de 30cm, usada para formar a imagem de um pequeno objeto localizado a 60cm da superfcie, conforme o esquema. A imagem se forma a uma distncia da superfcie que vale, em cm, a) 15 b) 20 c) 30 d) 45 e) 60 28. (Unicamp) Uma das primeiras aplicaes militares da tica ocorreu no sculo III a.C. quando Siracusa estava sitiada pelas foras navais romanas. Na vspera da batalha, Arquimedes ordenou que 60 soldados polissem seus escudos retangulares de bronze, medindo 0,5m de largura por 1,0m de altura. Quando o primeiro navio romano se encontrava a aproximadamente 30m da praia para atacar, luz do sol nascente, foi dada a ordem para que os soldados se colocassem formando um arco e empunhassem seus escudos, como representado esquematicamente na figura a seguir. Em poucos minutos as velas do navio estavam ardendo em chamas. Isso foi repetido para cada navio, e assim no foi dessa vez que Siracusa caiu. Uma forma de entendermos o que ocorreu consiste em tratar o conjunto de espelhos como um espelho cncavo. Suponha que os raios do sol cheguem paralelos ao espelho e sejam focalizados na vela do navio. a) Qual deve ser o raio do espelho cncavo para que a intensidade do sol concentrado seja mxima? b) Considere a intensidade da radiao solar no momento da batalha como 500W/m. Considere que a refletividade efetiva do bronze sobre todo o espectro solar de 0,6, ou seja, 60% da intensidade incidente refletida. Estime a potncia total incidente na regio do foco.

CAPTILO 16 GABARITO DOS TESTES E PROBLEMAS DE VESTIBULARES1. a) Observe a figura a seguir:

b) 10 metros. 2. [C] 3. 6,0 m 4. [C] 5. [A] 6. [E] 7. [D] 8. a) Observe a figura a seguir:

b) 140 cm e 10 cm 9. [B] 10. [A] 11. [E] 12. [E] 13. a) 120 cm b) Observe a figura a seguir.

14. [D] 15. [D] 16. [A] 17. [E]

18. [A] 19. [E] 20. [A] 21. [A] 22. [D] 23. [E] 24. [B] 25. a) espelho convexo, imagem virtual. b) 16 cm 26. a) convexa b) 19,5 m do espelho 27. [B] 28. a) 60 m b) 9000 W

BIBLIOGRAFIA:Fsica, Bonjorno e Clinton, Editora FTD. Fsica no Cotidiano, Paulo T. Ueno. Editora Didacta. Fsica Bsica, Nicolau e Toledo, Editora Atual. Os Fundamentos da Fsica, Ramalho, Nicolau e Toledo, Editora Moderna. Fsica, Beatriz Alvarenga e Antnio Mximo, Editora Scipione. Fsica e Realidade, Aurlio Gonalves e Carlos Toscano, Editora Scipione. Aprendendo Fsica, Marcos Chiquetto e Brbara Valentim, Editora Scipione. www.saladefisica.com.br www.feiradeciencias.com.br

PTICA Unidade VII Refrao da Luz

Prof. Edson Roberto de Souza

Captulo 17 Refrao da luz17.1. Refrao da Luz

Quando a luz passa de um meio para outro ela pode mudar de direo, ou seja, refratarse. ndice de refrao absoluto ndice de refrao de um meio qualquer em relao ao vcuo.

n = c/v n = ndice de refrao c = velocidade da luz no vcuo ( c= 300.000 km/s) v = velocidade da luz em outro meio nar = 1

17.2. ndice de Refrao Relativo

ndice de refrao de um meio em relao a outro meio qualquer.

n1,2 = n1 / n2 = v2 / v1 n = ndice de refrao v = velocidade da luz nar = 1

17.3. Lei de Snell-Descartes

Quando a luz passa de um meio menos refringente para um meio mais refringente, o raio luminoso se aproxima da normal.

n1 . sen sen 2

1

= n2 .

1 = ngulo de incidncia 2 = ngulo de refrao

17.4. Lentes Esfricas

Lentes convergentes (Bordas Finas)

Lentes Divergentes (Bordas Grossas)

As lentes so corpos transparentes, geralmente fabricadas em vidro ou acrlico. E como tal, ao serem atravessadas pela luz, fazem com que esta sofra duas refraes.

Raios luminosos PrincipaisTodo raio luminoso que incide paralelamente ao eixo principal, emerge passando pelo foco principal imagem.

Se um raio luminoso incidir passando pelo foco principal objeto, emerge paralelamente ao eixo principal.

Se um raio luminoso incidir passando pelo centro ptico, emerge sem sofre desvio

17.5. Construo de Imagens - Lentes Esfricas

A imagem de um ponto obtida pela interseo de pelo menos, dois raios refratados correspondentes a dois raios incidentes provenientes do ponto.

Lente Convergente.Objeto entre o foco principal objeto e o centro ptico (lente convergente)

Objeto no foco principal objeto (lente convergente)

Objeto entre o foco principal objeto e o ponto antiprincipal objeto (lente convergente)

Objeto no ponto antiprincipal objeto (lente convergente)

Objeto alm do ponto antiprincipal objeto (lente convergente)

Lente DivergenteDiante de uma lente divergente, qualquer que seja a posio do objeto as caractersticas da imagem so sempre iguais.

CAPTULO 17 TESTES E PROBLEMAS DE VESTIBULARES1. (Fuvest) Suponha que exista um outro universo no qual h um planeta parecido com o nosso, com a diferena de que a luz visvel que o ilumina monocromtica. Um fenmeno tico causado por esta luz, que no seria observado neste planeta, seria: a) a refrao. b) a reflexo. c) a difrao. d) o arco-ris. e) a sombra. 2. (Unesp) A figura a seguir indica a trajetria de um raio de luz que passa de uma regio semicircular que contm ar para outra de vidro, ambas de mesmo tamanho e perfeitamente justapostas. Determine, numericamente, o ndice de refrao do vidro em relao ao ar.

3. (Unesp) A figura a seguir mostra um raio de luz monocromtica propagando-se no ar e atingindo o ponto A da superfcie de um paraleleppedo retngulo feito de vidro transparente. A linha pontilhada, normal superfcie no ponto de incidncia do raio luminoso, e os trs raios representados esto situados num mesmo plano paralelo a uma das faces do bloco. a) De acordo com a figura, que fenmenos esto ocorrendo no ponto A? b) O ngulo limite para um raio da luz considerada, quando se propaga desse vidro para o ar, 42. Mostre o que acontecer com o raio no interior do vidro ao atingir o ponto B. 4. (unesp) Um pincel de luz emerge de um bloco de vidro comum para o ar na direo e sentido indicados na figura a seguir. Assinale a alternativa que melhor representa o percurso da luz no interior do vidro. a) A b) B c) C d) D e) E

5. (Uel) Um feixe de luz est se propagando nos meios I e II separados por uma superfcie plana S, conforme o esquema a seguir. De acordo com o esquema e a tabela de dados, o ndice de refrao do meio II em relao ao meio I igual a a) 0,701 b) 0,812 c) 1,00 d) 1,16 e) 1,23 6. (Ufmg) A figura 1 a seguir mostra um feixe de luz incidindo sobre uma parede de vidro a qual est separado o ar da gua. Os ndices de refrao so 1,00 para o ar, 1,50 para vidro e 1,33 para a gua. A alternativa que melhor representa a trajetria do feixe de luz passando do ar para a gua :

7. (Ufmg) Um feixe de luz, vindo do ar, incide sobre um aqurio de vidro com gua. Sabe-se que a velocidade da luz menor na gua e no vidro que no ar. Com base nessas informaes, assinale a alternativa em que melhor se representa a trajetria do feixe de luz entrando e saindo do aqurio.

8. (Ufrj) Um raio luminoso que se propaga no ar "n(ar) =1" incide obliquamente sobre um meio transparente de ndice de refrao n, fazendo um ngulo de 60 com a normal. Nessa situao, verifica-se que o raio refletido perpendicular ao raio refratado, como ilustra a figura. Calcule o ndice de refrao n do meio.

9. (Fatec) Na figura adiante, um raio de luz monocromtico se propaga pelo meio A , de ndice de refrao 2,0. Dados: sen 37 = 0,60 sen 53 = 0,80 Devemos concluir que o ndice de refrao do meio B : a) 0,5 b) 1,0 c) 1,2 d) 1,5 e) 2,0 10. (cesgranrio) Na figura acima, um raio luminoso monocromtico parte do Meio I, refrata-se ao penetrar no Meio II e refrata-se novamente ao retornar ao Meio I. O ngulo XYZ reto. A opo que melhor representa a trajetria do raio aps a segunda refrao : a) A

b) B c) C d) D e) E 11. (Unesp) Na figura, esto representados um prisma retangular, cujos ngulos da base so iguais a 45, um objeto AB e o olho de um observador. Devido ao fenmeno da reflexo total, os raios de luz provenientes do objeto so refletidos na base do prisma, que funciona como um espelho plano. Assinale a alternativa que o melhor representa a imagem A'B', vista pelo observador.

12. (Unesp) A figura representa, esquematicamente, a trajetria de um estreito feixe de luz branca atravessando uma gota d'gua. dessa forma que se origina o arco-ris. a) Que fenmenos pticos ocorrem nos pontos 1, 2 e 3? b) Em que ponto, ou pontos, a luz branca se decompe, e por que isso ocorre? 13. (Cesgranrio) O ngulo de reflexo total entre os dois meios 60. A razo entre os ndices de refrao de aproximadamente: a) 1; b) 2; c) 3; d) 4; e) 5. 14. Um raio de luz se propaga do meio (1), cujo ndice de refrao vale 2, para outro meio (2) seguindo a trajetria indicada na figura a seguir. Dados: sen 30 = 1/2 sen 45 = 2/2 sen 60 = 3/2 O ngulo limite para esse par de meios vale a) 90 b) 60 c) 45 d) 30 e) zero.

15. (Fatec) A transmisso de informaes por um cabo de fibras pticas utiliza o princpio da a) difrao das ondas eletromagticas. b) refrao total das ondas eletromagnticas. c) reflexo difusa das radiaes. d) reflexo total das ondas eletromagnticas. e) polarizao das ondas.

16. (Ufmg) Um estreito feixe de luz monocromtico passa de um meio I para um meio II cujos ndices de refrao so diferentes. O feixe atravessa o meio II, penetra em um meio idntico a I e refletido em um espelho plano. Estas figuras mostram opes de trajetrias para esse feixe de luz. As figuras que representam trajetrias possveis so a) 1 e 2. b) 1 e 3. c) 2 e 5. d) 3 e 4. e) 4 e 6. 17. (Ufmg) Trs peixes, M, N e O, esto em aqurio com tampa no transparente com um pequeno furo como mostra a figura. Uma pessoa com o olho na posio mostrada na figura provavelmente ver a) apenas o peixe M. b) apenas o peixe N. c) apenas o peixe O. d) os peixes N e O. 18. (Pucmg) O fundo de uma piscina, para quem olha do lado de fora dela, parece mais prximo da superfcie da gua, devido : a) disperso b) difrao c) refrao d) interferncia

19. (Unesp) Um aqurio esfrico de paredes finas mantido dentro de outro aqurio que contm gua. Dois

raios de luz atravessam esse sistema da maneira mostrada na figura a seguir, que representa uma seco transversal do conjunto. Pode-se concluir que, nessa montagem, o aqurio esfrico desempenha a funo de: a) espelho cncavo. b) espelho convexo. c) prisma. d) lente divergente. e) lente convergente.

20. (Unesp) O diagragma mostra um objeto (O), sua imagem (I) e o trajeto de dois raios luminosos que saem do objeto. Que dispositivo ptico colocado sobre a linha PQ produzir a imagem mostrada? a) Espelho plano. b) Espelho cncavo. c) Espelho convexo. d) Lente convergente. e) Lente divergente. 21. (Unicamp) Um sistema de lentes produz a imagem real de um objeto, conforme a figura a seguir. Calcule a distncia focal e localize a posio de uma lente delgada que produza o mesmo efeito.

22. (Fatec) A imagem de um objeto real, fornecida por uma lente divergente, a) real, invertida e maior que o objeto b) real, direita e menor que o objeto. c) virtual, direita e maior que o objeto. d) real, invertida e menor que o objeto. e) virtual, direita e menor que o objeto. 23. (Ufmg) Observe o diagrama. Nesse diagrama, esto representados um objeto AB e uma lente convergente L. F1 e F2 so focos dessa lente. A imagem A'B' do objeto AB ser a) direta, real e menor do que o objeto. b) direta, virtual e maior do que o objeto. c) direta, virtual e menor do que o objeto. d) invertida, real e maior do que o objeto. e) invertida, virtual e maior do que o objeto. 24. (Uece) Suponha que um ponto luminoso P, sobre o eixo ptico e a 20cm de uma lente convergente, tenha sua

imagem na posio Q, simtrica de P em relao lente, conforme ilustra a figura. Admita que voc deseja acender um cigarro usando essa lente, em um dia ensolarado. A ponta do cigarro dever ser colocada a uma distncia da lente, sobre o eixo ptico, de: a) 20 cm b) 10 cm c) 30 cm d) 40 cm

25. (Fuvest) A figura representa uma lente convergente L, com focos F e F', e um quadrado ABCD, situado num plano que contm o eixo da lente. Construa, na prpria figura, a imagem A'B'C'D' do quadrado, formada pela lente. Use linhas tracejadas para indicar todas as linhas auxiliares utilizadas para construir as imagens. Represente com traos contnuos somente as imagens dos lados do quadrado, no que couber na folha. Identifique claramente as imagens A', B', C', e D' dos vrtices.

26. (Uel) O esquema a seguir representa, em escala, um objeto O e sua imagem i conjugada por um sistema ptico S. O sistema ptico S compatvel com o esquema a) um espelho cncavo b) um espelho convexo. c) uma lente convergente. d) uma lente divergente. e) uma lmina de faces paralelas. 27. (Pucmg) A lente da historinha do Bidu pode ser representada por quais das lentes cujos perfis so mostrados a seguir?

a) 1 ou 3 b) 2 ou 4 c) 1 ou 2 d) 3 ou 4 e) 2 ou 3

28. (Fuvest) Um LASER produz um feixe paralelo de luz, com 4mm de dimetro. Utilizando um espelho plano e uma lente delgada convergente, deseja-se converter o feixe paralelo num feixe divergente propagando-se em sentido oposto. O feixe divergente deve ter abertura total

= 0,4 radiano, passando pelo centro ptico C da lente. A figura a seguir mostra a configurao do sistema. Como pequeno, pode-se considerar sen tg . Para se obter o efeito desejado, a distncia focal f da lente e a distncia d da lente ao espelho deve valer: a) f = 10 mm; d = 5 mm b) f = 5 mm; d = 10 mm c) f = 20 mm; d = 10 mm d) f = 10 mm; d = 20 mm e) f = 5 mm; d = 5 mm 29. (Ufmg) Tnia observa um lpis com o auxlio de uma lente, como representado na figura: Essa lente mais fina nas bordas que no meio e a posio de cada um de seus focos est indicada na figura. Considerando-se essas informaes, CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posio da imagem vista por Tnia o a) P. b) Q. c) R. d) S. 30. (Fuvest) Um disco colocado diante de uma o lente convergente, com o eixo que passa por seu centro coincidindo com o eixo ptico da lente. A imagem P do disco formada conforme a figura. Procurando ver essa imagem, um observador coloca-se, sucessivamente, nas posies A, B e C, mantendo os olhos num plano que contm o eixo da lente. (Estando em A, esse observador dirige o olhar para P atravs da lente). Assim, essa imagem poder ser vista a) somente da posio A b) somente da posio B c) somente da posio C d) somente das posies B ou C e) em qualquer das posies A, B ou C 31. (Pucsp) No esquema a seguir, O um objeto real e I, a sua imagem virtual, conjugada por uma lente esfrica delgada. A partir das informaes contidas no texto e na figura, podemos concluir que a lente a) convergente e est entre O e I. b) convergente e est direita de I. c) divergente e est entre O e I. d) divergente e est esquerda de O. e) divergente e est direita de I.

32. (Uerj) As figuras abaixo representam raios solares incidentes sobre quatro lentes distintas. Deseja-se incendiar um pedao de papel, concentrando a luz do sol sobre ele. A lente que seria mais efetiva para essa finalidade a de nmero: a) I b) II c) III d) IV 33. (Fuvest) Uma pessoa segura uma lente delgada junto a um livro, mantendo seus olhos aproximadamente a 40cm da pgina, obtendo a imagem indicada na figura. Em seguida, sem mover a cabea ou o livro, vai aproximando a lente de seus olhos. A imagem, formada pela lente, passar a ser a) sempre direita, cada vez menor. b) sempre direita, cada vez maior. c) direita cada vez menor, passando a invertida e cada vez menor. d) direita cada vez maior, passando a invertida e cada vez menor. e) direita cada vez menor, passando a invertida e cada vez maior. 34. (Ufrj) Um escoteiro usa uma lupa para acender uma fogueira, concentrando os raios solares num nico ponto a 20cm da lupa. Utilizando a mesma lupa, o escoteiro observa os detalhes da asa de uma borboleta ampliada quatro vezes. a) Qual a distncia focal da lente? Justifique sua resposta. b) Calcule a que distncia da asa da borboleta o escoteiro est posicionando a lupa. 35. (Ufscar) A figura representa um objeto e a sua imagem conjugada por um elemento ptico que, na figura, est oculto pelo retngulo riscado. As distncias do objeto e da imagem ao elemento no esto em escala. Esse elemento ptico pode ser a) um espelho plano. b) um espelho cncavo.

c) um espelho convexo. d) uma lente convergente. e) uma lente divergente.

36. (Unesp) Na figura, MN representa o eixo principal de uma lente divergente L, AB o trajeto de um raio luminoso incidindo na lente, paralelamente ao seu eixo, e BC o correspondente raio refratado. a) A partir da figura, determine a distncia focal da lente. b) Determine o tamanho e a posio da imagem de um objeto real de 3,0 cm de altura, colocado a 6,0 cm da lente, perpendicularmente ao seu eixo principal. 37. (Ufpe) Um objeto de altura h = 2,5 cm est localizado a 4,0 cm de uma lente delgada de distncia focal f = +8,0 cm. Determine a altura deste objeto, em cm, quando observado atravs da lente. a) 2,5 b) 3,0 c) 4,5 d) 5,0 e) 6,5 38. (Unesp) Um projetor rudimentar, confeccionado com uma lente convergente, tem o objetivo de formar uma imagem real e aumentada de um slide. Quando esse slide colocado bem prximo do foco da lente e fortemente iluminado, produz-se uma imagem real, que pode ser projetada em uma tela, como ilustrado na figura. A distncia focal de 5 cm e o slide colocado a 6 cm da lente. A imagem projetada real e direita. Calcule a) a posio, em relao lente, onde se deve colocar a tela, para se ter uma boa imagem. b) a ampliao lateral (aumento linear transversal). 39. Conforme a teoria dos quanta, a luz emitida e absorvida descontinuadamente, em pequenos pacotes chamados ftons, cuja quantidade de energia proporcional freqncia da luz. Explique por que o olho humano no sensibilizado por luz infravermelha intensa, embora um pequeno nmero de ftons o sensibilize na cor amarela. 40. (Unicamp) Nos olhos das pessoas mopes, um objeto localizado muito longe, isto , no infinito, focalizado antes da retina. medida que o objeto se aproxima, o ponto de focalizao se afasta at cair sobre a retina. A partir deste ponto, o mope enxerga bem. A dioptria D, ou

"grau", de uma lente definida como D=1/(distncia focal) e 1 grau=1m -1. Considere uma pessoa mope que s enxerga bem objetos mais prximos do que 0,4m de seus olhos. a) Faa um esquema mostrando como uma lente bem prxima dos olhos pode fazer com que um objeto no infinito parea estar a 40cm do olho. b) Qual a dioptria (em graus) dessa lente? c) A partir de que distncia uma pessoa mope que usa culos de "4 graus" pode enxergar bem sem os culos? 41. (Unesp) Assinale a alternativa correta. a) Quando algum se v diante de um espelho plano, a imagem que observa real e direita. b) A imagem formada sobre o filme, nas mquinas fotogrficas, virtual e invertida. c) A imagem que se v quando se usa uma lente convergente como "lente de aumento" (lupa) virtual e direita. d) A imagem projetada sobre uma tela por um projetor de slides virtual e direita. e) A imagem de uma vela formada na retina de um olho humano virtual e invertida. 42. (Pucmg) A figura a seguir mostra esquematicamente dois defeitos de viso, que podem ser corrigidos pelo uso das seguintes lentes: a) convergentes para os casos A e B. b) divergentes para os casos A e B. c) convergente para o caso A e divergente para o B. d) divergente para o caso A e convergente para o B. e) um dos defeitos mostrados no pode ser corrigido com o uso de lentes.

43. (Unesp) Uma pessoa mope no consegue ver nitidamente um objeto se este estiver localizado alm de um ponto denominado ponto remoto. Neste caso, a imagem do objeto no seria formada na retina, como ocorre em um olho humano normal, mas em um ponto entre o cristalino (lente convergente) e a retina. Felizmente, este defeito pode ser corrigido com a utilizao de culos. a) Esquematize em uma figura a formao de imagens em um olho mope, para objetos localizados alm do ponto remoto. b) Qual a vergncia da lente a ser utilizada, se o ponto remoto de um olho mope for de 50 cm? 44. (Pucsp) Um raio de luz monocromtica incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma equiltero e emerge de forma rasante pela outra face. Considerando 3=1,73 e supondo o prisma imerso no ar, cujo ndice de refrao 1, o ndice de refrao do material que constitui o prisma ser, aproximadamente, a) 0,08 b) 1,15 c) 2,00 d) 1,41 e) 2,82 45. Um tipo de sinalizao utilizado em estradas e avenidas o chamado olho-de-gato, o qual consiste na justaposio de vrios prismas "retos" feitos de plstico, que refletem a luz incidente dos faris dos automveis. a) Reproduza o prisma ABC indicado na figura acima, e desenhe a trajetria de um raio de luz que incide perpendicularmente sobre a face OG e sofre reflexes totais nas superfcies AC e BC.

b) Determine o mnimo valor do ndice de refrao do plstico, acima do qual o prisma funciona como um refletor perfeito (toda a luz que incide perpendicularmente superfcie OG refletida). Considere o prisma no ar, onde o ndice de refrao vale 1,0.

CAPTULO 17 VESTIBULARES

GABARITO DOS TESTES E PROBLEMAS DE

1. [D] 2. 1,5 3. a) Reflexo e Refrao. b) Observe o esquema a seguir:

4. [C] 5. [E] 6. [C] 7. [A] 8. 3 9. [D] 10. [E] 11. [D] 12. a) Ponto 1 - refrao e disperso da luz branca Ponto 2 - reflexo total da luz Ponto 3 - refrao da luz b) Ponto 1 porque a luz sofre desvios de refrao diferentes conforme sua cor (frequncia). A velocidade da luz na gua depende de sua frequncia. 13, [A] 14. [C] 15. [D] 16. [A] 17. [A] 18. [C] 19. [D] 20. [E] 21. a) Entre o objeto e a imagem, a 80 cm do objeto. b) +16 cm 22. [E] 23. [B] 24. [B] 25. Observe a construo a seguir:

26. [D] 27. [B] 28. [A] 29. [B] 30. [C] 31. [E] 32. [B] 33. [A] 34. a) Considerando que os raios paralelos provenientes do Sol convergem para o foco da lente, podemos afirmar que a distncia focal da lente 20cm ou 0,20m.

b) 0,15 m ou 15 cm 35. [C] 36. a) f = - 3cm b) tamanho 1 cm e posio, do mesmo lado do objeto, a 2 cm da lente. 37. [D] 38. a) 30cm b) A imagem ampliada cinco vezes e o aumento linear -5 (imagem invertida) 39. Para viso humana a sensibilidade depende inicialmente da frequncia da luz. A cor amarela nos sensibiliza, o infra-vermelho, no. 40. a) Observe a figura a seguir:

b) - 2,5 graus c) - 25 cm 41. [C] 42. [C] 43. a) Para um objeto colocado alm do ponto remoto (PR), o cristalino ir conjugar uma imagem real, invertida e menor, posicionada antes da retina do olho mope.

b) V = -2,0 di 44. [B] 45. a) Observe a figura a seguir:

b) 2

BIBLIOGRAFIA:Fsica, Bonjorno e Clinton, Editora FTD. Fsica no Cotidiano, Paulo T. Ueno. Editora Didacta. Fsica Bsica, Nicolau e Toledo, Editora Atual. Os Fundamentos da Fsica, Ramalho, Nicolau e Toledo, Editora Moderna. Fsica, Beatriz Alvarenga e Antnio Mximo, Editora Scipione. Fsica e Realidade, Aurlio Gonalves e Carlos Toscano, Editora Scipione. Aprendendo Fsica, Marcos Chiquetto e Brbara Valentim, Editora Scipione. www.saladefisica.com.br www.feiradeciencias.com.br