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LISTA EXTRA – 1ª SÉRIE – PRP03 – REFRAÇÃO E LENTES ESFÉRICAS

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1. (Enem 2015) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (lbn al-Haytham: 965-1040

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


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2. (Espcex (Aman) 2016) Um estudante foi ao oftalmologista, reclamando que, de

perto, não enxergava bem. Depois de realizar o exame, o médico explicou que tal fato

acontecia porque o ponto próximo da vista do rapaz estava a uma distância superior a

25 cm e que ele, para corrigir o problema, deveria usar óculos com “lentes de

2,0graus“, isto é, lentes possuindo vergência de 2,0 dioptrias.

Do exposto acima, pode-se concluir que o estudante deve usar lentes

a) divergentes com 40 cm de distância focal.

b) divergentes com 50 cm de distância focal.

c) divergentes com 25 cm de distância focal.

d) convergentes com 50 cm de distância focal.

e) convergentes com 25 cm de distância focal.

3. (Ufrgs 2015) Na figura abaixo, um raio luminoso i, propagando-se no ar, incide

radialmente sobe placa semicircular de vidro.

Assinale a alternativa que melhor representa a trajetória dos raios 1r e 2r refratados,

respectivamente, no vidro e no ar.

a)

b)


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c)

d)

e)

4. (Unifesp 2015) O pingente de um colar é constituído por duas peças, A e B, feitas

de materiais homogêneos e transparentes, de índices de refração absolutos An 1,6 3 e

Bn 1,6. A peça A tem o formato de um cone reto e a peça B, de uma semiesfera.

Um raio de luz monocromático R propaga-se pelo ar e incide, paralelamente ao eixo do

cone, no ponto P da superfície cônica, passando a se propagar pelo material da peça A.

Atinge o ponto C, no centro da base do cone, onde sofre nova refração, passando a

propagar-se pelo material da peça B, emergindo do pingente no ponto Q da superfície

esférica. Desde a entrada até a sua saída do pingente, esse raio propaga-se em um

mesmo plano que contém o vértice da superfície cônica. A figura 1 representa o

pingente pendurado verticalmente e em repouso e a figura 2, a intersecção do plano que

contém o raio R com o pingente. As linhas tracejadas, indicadas na figura 2, são

paralelas entre si e 30 .α


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a) Calcule o valor do ângulo β indicado na figura 2, em graus.

b) Considere que a peça B possa ser substituída por outra peça B ', com o mesmo

formato e com as mesmas dimensões, mas de maneira que o raio de luz vertical R

sempre emerja do pingente pela superfície esférica.

Qual o menor índice de refração do material de B' para que o raio R não emerja pela

superfície cônica do pingente?

5. (Unesp 2015) A figura representa ondas chegando a uma praia. Observa-se que, à

medida que se aproximam da areia, as cristas vão mudando de direção, tendendo a ficar

paralelas à orla. Isso ocorre devido ao fato de que a parte da onda que atinge a região

mais rasa do mar tem sua velocidade de propagação diminuída, enquanto a parte que se

propaga na região mais profunda permanece com a mesma velocidade até alcançar a

região mais rasa, alinhando-se com a primeira parte.

O que foi descrito no texto e na figura caracteriza um fenômeno ondulatório chamado

a) reflexão.

b) difração.

c) refração.

d) interferência.

e) polarização.


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6. (Unesp 2015) Dois raios luminosos monocromáticos, um azul e um vermelho,

propagam-se no ar, paralelos entre si, e incidem sobre uma esfera maciça de vidro

transparente de centro C e de índice de refração 3, nos pontos A e V. Após

atravessarem a esfera, os raios emergem pelo ponto P, de modo que o ângulo entre eles

é igual a 60 .

Considerando que o índice de refração absoluto do ar seja igual a 1, que 3

sen602

que 1

sen30 ,2

o ângulo α indicado na figura é igual a

a) 90 .

b) 165 .

c) 120 .

d) 135 .

e) 150 .

7. (Espcex (Aman) 2015) Uma fibra óptica é um filamento flexível, transparente e

cilíndrico, que possui uma estrutura simples composta por um núcleo de vidro, por onde

a luz se propaga, e uma casca de vidro, ambos com índices de refração diferentes.

Um feixe de luz monocromático, que se propaga no interior do núcleo, sofre reflexão

total na superfície de separação entre o núcleo e a casca segundo um ângulo de

incidência á, conforme representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra).


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Com relação à reflexão total mencionada acima, são feitas as afirmativas abaixo.

I. O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente.

II. Para que ela ocorra, o ângulo de incidência α deve ser inferior ao ângulo limite da

superfície de separação entre o núcleo e a casca.

III. O ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca depende do

índice de refração do núcleo e da casca.

IV. O feixe luminoso não sofre refração na superfície de separação entre o núcleo e a

casca.

Dentre as afirmativas acima, as únicas corretas são:

a) I e II

b) III e IV

c) II e III

d) I e IV

e) I e III

8. (Ufsm 2015) Antes do seu emprego nas comunicações, as fibras óticas já vinham

sendo usadas para a iluminação e inspeção das cavidades do corpo humano, o que

possibilitou o desenvolvimento de técnicas diagnósticas como a endoscopia. O

fenômeno físico que permite guiar a luz, através de um feixe de fibras flexíveis, por um

caminho curvo é a reflexão interna total. Para que esse fenômeno ocorra,

I. a luz deve incidir a partir de um meio de índice de refração mais alto sobre a interface

com um meio de índice de refração mais baixo.


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II. o ângulo de incidência da luz sobre a interface de separação entre dois meios deve

ser tal que o ângulo de refração seja de, no mínimo, 90 .

III. a interface de separação entre os meios interno e externo deve ser revestida com um

filme refletor.

Está(ão) correta(s)

a) apenas I.

b) apenas III.

c) apenas I e II.

d) apenas II e III.

e) I, II e III.

9. (Unisc 2015) Uma luz monocromática verde e uma luz monocromática violeta

propagam-se em um tipo de vidro com velocidades de 81,970 10 m / s e 81,960 10 m / s,

respectivamente. Considerando que a velocidade da luz no vácuo é de 83,0 10 m / s, a

relação entre o índice de refração do vidro para a luz verde A(n ) e o índice de refração

do vidro para a luz violeta B(n ) será

a) A Bn n

b) A Bn n

c) A Bn n

d) A Bn n

e) A Bn n

10. (Pucrj 2015) Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética em um meio é

dada por 81,2 10 m / s, qual é o índice de refração desse meio?

Considere: 8velocidade da luz c 3,0 10 m / s

a) 2,5

b) 1,2

c) 1,8

d) 2,0

e) 0,4


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11. (Uece 2015) Um raio de luz se propaga pelo ar e incide em uma lente convergente,

paralelamente ao eixo principal, saindo pela face oposta da lente. Sobre o raio de luz

após sair da lente, cuja espessura não é desprezível, é correto afirmar que

a) sofreu duas refrações.

b) sofreu uma refração seguida por uma difração.

c) sofreu duas difrações.

d) sofreu uma difração seguida por uma refração.

12. (Pucrs 2015) Analise a situação em que diferentes raios luminosos emanam de um

mesmo ponto de uma vela e sofrem refração ao passarem por uma lente.

Montagem 1: A vela encontra-se posicionada entre o foco e o dobro da distância focal

(ponto antiprincipal) de uma lente convergente. A imagem da vela está projetada no

anteparo.

Montagem 2: A metade inferior da lente foi obstruída por uma placa opaca.

Na montagem 2, a imagem projetada no anteparo será:

a)


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(Apenas a metade superior da vela é vista, e com uma intensidade luminosa menor que a

da imagem formada na montagem 1.)

b)

(Apenas a metade superior da vela é vista, e com a mesma intensidade luminosa que a

da imagem formada na montagem 1.)

c)

(Apenas a metade inferior da vela é vista, e com a mesma intensidade luminosa que a da

imagem formada na montagem 1.)

d)

(Toda a vela é vista, e com a mesma intensidade luminosa que a da imagem formada na

montagem 1.)

e)

(Toda a vela é vista, e com uma intensidade luminosa menor que a da imagem formada

na montagem 1.)

13. (Imed 2015) Ao posicionar um objeto diante de uma lente esférica de características

desconhecidas, é conjugada uma imagem real, invertida e com as mesmas dimensões do

objeto. Tanto o objeto quanto sua imagem estão a 40 cm do plano da lente. Com relação

a essa lente, podemos afirmar que:


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a) Trata-se de uma lente divergente com distância focal igual a 10 cm.

b) Trata-se de uma lente bicôncava com distância focal superior a 25 cm.

c) Trata-se de uma lente convergente com distância focal inferior a 10 cm.

d) Trata-se de uma lente divergente com distância focal superior a 30 cm.

e) Trata-se de uma lente convergente com distância focal igual a 20 cm.

14. (G1 - ifsul 2015) A grandeza física vergência é medida em dioptrias, o que, no

cotidiano, é o “grau” de uma lente. Logo, uma pessoa que usa um óculo com lente para

a correção de sua visão de 2,5 graus, está usando um óculo com uma lente de vergência

igual a 2,5 dioptrias.

Essa lente tem uma distância focal de

a) 0,30 m.

b) 0,40 m.

c) 2,50 m.

d) 0,25 m.

15. (G1 - utfpr 2015) Sobre o olho humano, considere as seguintes afirmações:

I. A parte do olho denominada cristalino tem comportamento semelhante ao de uma

lente convergente.

II. No olho míope, as imagens de objetos muito distantes se formam antes da retina.

III. A correção da hipermetropia é feita com lentes divergentes.

Está correto apenas o que se afirma em:

a) I e II.

b) II.

c) III.

d) I e III.

e) I.


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16. (Cefet MG 2015) Um boneco é colocado em frente a uma lente delgada

convergente, de distância focal igual a 2,0 m.

A posição da imagem sobre o eixo ótico e o fator de ampliação da imagem do boneco

valem, respectivamente,

a) 2,0 m à direita da lente e 2.

b) 2,0 m à esquerda da lente e 1.

c) 4,0 m à direita da lente e 1.

d) 6,0 m à esquerda da lente e 1.

e) 6,0 m à direita da lente e 2.

17. (Cefet MG 2015) Na figura, O representa um objeto no ar e I, a sua imagem

produzida por um elemento ótico simples, que pode ser um espelho ou uma lente

colocada sobre a linha tracejada vertical. A altura dessa imagem é o triplo da altura do

objeto.

Esse elemento ótico é um(a)


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a) espelho plano.

b) espelho convexo.

c) lente convergente.

d) lente divergente.

e) espelho côncavo.

18. (Ufpr 2014) Um sistema de espelhos, esquematizado na figura abaixo, está imerso

num meio 1 cujo índice de refração é 2.

Um raio luminoso incide sobre o espelho horizontal pela trajetória a fazendo um ângulo

de º em relação à reta normal deste espelho. Após esta reflexão, o raio segue a

trajetória b e sofre nova reflexão ao atingir outro espelho, que está inclinado de 75° em

relação à horizontal. Em seguida, o raio refletido segue a trajetória c e sofre refração ao

passar deste meio para um meio 2 cujo índice de refração é igual a 1, passando a seguir

a trajetória d. Utilizando estas informações, determine o ângulo de refração ,θ em

relação à reta normal da interface entre os meios 1 e 2.

19. (Fmp 2014)


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A figura acima ilustra um raio monocromático que se propaga no ar e incide sobre uma

lâmina de faces paralelas, delgada e de espessura d com ângulo de incidência igual a

60 . O raio sofre refração, se propaga no interior da lâmina e, em seguida, volta a se

propagar no ar.

Se o índice de refração do ar é 1, então o índice de refração do material da lâmina é

a) 6

3

b) 6

2

c) 2

2

d) 6

e) 3

20. (Cefet MG 2014) No vácuo, um determinado meio material isotrópico e

transparente com índice de refração absoluto igual a 2 apresentará a condição de

reflexão total para um raio de luz com ângulo limite de incidência igual a _______,

propagando-se do ______________________ para o ______________________ .

Os termos que preenchem, corretamente, as lacunas são

a) 30°, material, vácuo.

b) 30°, vácuo, material.

c) 60°, material, vácuo.

d) 60°, vácuo, material.

e) 90°, vácuo, material.

21. (G1 - ifpe 2014) Quando olhamos uma piscina, estando em pé e do lado de fora da

mesma, sempre temos a impressão de que ela tem uma profundidade diferente da que

percebemos quando nela mergulhamos. Isso se deve ao fato de que o ar atmosférico e a

água têm índices de refração absolutos diferentes. Se a profundidade real de uma piscina

é 2,0 m e os índices de refração absolutos do ar atmosférico e da água da piscina valem

1,0 e 1,3, respectivamente, é correto dizer que um observador em pé, fora da piscina,

verá que a sua profundidade será, aproximadamente, em metros:


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a) 1,5

b) 1,2

c) 2,4

d) 2,6

e) 1,0

22. (Espcex (Aman) 2014) Uma fonte luminosa está fixada no fundo de uma piscina de

profundidade igual a 1,33 m.

Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso monocromático, emitido

pela fonte, que forma um pequeno ângulo α com a normal da superfície da água, e que,

depois de refratado, forma um pequeno ângulo β com a normal da superfície da água,

conforme o desenho.

A profundidade aparente “h” da fonte luminosa vista pela pessoa é de:

Dados: sendo os ângulos α e β pequenos, considere tg senα α e tg sen .β β

índice de refração da água: nágua=1,33

índice de refração do ar: nar=1

a) 0,80 m

b) 1,00 m

c) 1,10 m

d) 1,20 m

e) 1,33 m


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23. (G1 - ifsp 2014) De posse de uma lupa, um garoto observa as formigas no jardim.

Ele posiciona o dispositivo óptico bem perto dos insetos (entre a lente e o seu foco) e os

veem de maneira nítida. O tipo de lente que utiliza em sua lupa pode ser classificado

como:

a) Convergente, formando uma imagem real, maior e direita.

b) Divergente, formando uma imagem virtual, menor e direita.

c) Convergente, formando uma imagem virtual, maior e direita.

d) Divergente, formando uma imagem real, maior e invertida.

e) Convergente, formando uma imagem real, menor e invertida.

24. (Unesp 2014) Para observar uma pequena folha em detalhes, um estudante utiliza

uma lente esférica convergente funcionando como lupa. Mantendo a lente na posição

vertical e parada a 3 cm da folha, ele vê uma imagem virtual ampliada 2,5 vezes.

Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss, a distância focal, em cm, da

lente utilizada pelo estudante é igual a

a) 5.

b) 2.

c) 6.

d) 4.

e) 3.

25. (Ufg 2013) Uma lente convergente de vidro possui distância focal f quando imersa

no ar. Essa lente é mergulhada em glicerina, um tipo de álcool com índice de refração

maior que o do ar. Considerando-se que o índice de refração do vidro é o mesmo da


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glicerina (iguais a 1,5), conclui-se que o diagrama que representa o comportamento de

um feixe de luz incidindo sobre a lente imersa na glicerina é o seguinte:

a)

b)

c)

d)

e)

26. (Uerj 2013) Um raio luminoso monocromático, inicialmente deslocando-se no

vácuo, incide de modo perpendicular à superfície de um meio transparente, ou seja, com

ângulo de incidência igual a 0°. Após incidir sobre essa superfície, sua velocidade é

reduzida a 5

6 do valor no vácuo.

Utilizando a relação 1 1

2 2

sen

sen

θ θ

θ θ para ângulos menores que 10°, estime o ângulo de

refringência quando o raio atinge o meio transparente com um ângulo de incidência

igual a 3°.

27. (Ibmecrj 2013) Um raio de luz monocromática se propaga do meio A para o meio

B, de tal forma que o ângulo de refração β vale a metade do ângulo de incidência α . Se


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o índice de refração do meio A vale 1 e o sen 0,5β , o índice de refração do meio B

vale:

a) 2

b) 3

c) 3

d) 0,75

e) 0,5

28. (Ufg 2013) Leia o texto a seguir.

O processo de unificação se faz por intermédio do que se chama de redes. Seria,

portanto, pela unificação que adviria o fracionamento. As redes são vetores de

modernidade e também de entropia. Mundiais, veiculam um princípio de ordem, uma

regulação a serviço de atores hegemônicos na escala planetária.

SANTOS, M. Técnica, espaço e tempo: Meio técnico-científico-informacional. São

Paulo: Hucitec, 1994. p. 28.

O texto indica as transformações que passaram a caracterizar o mundo globalizado. Para

que essa mudança se concretizasse era preciso consolidar um sistema mundial,

conectado em redes, e capaz de transmitir dados e vozes em velocidades cada vez

maiores e com melhores qualidades. Uma nova tecnologia passou a converter os dados

digitalizados com a maior velocidade possível, por meio de um sistema no qual a

informação é basicamente canalizada. Isso tornou as conexões na internet mais rápidas,

diminuindo o tempo para transferências e cópias de arquivos.


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As vias utilizadas nesse tipo de transmissão de informação e o fenômeno físico

fundamental para seu funcionamento são, respectivamente,

a) os sinais de satélite e a reflexão interna total.

b) as fibras ópticas e a difração.

c) os sinais de rádio e a reflexão de ondas.

d) as fibras ópticas e a reflexão interna total.

e) os sinais de satélite e a difração.

29. (Unesp 2013) Uma haste luminosa de 2,5 m de comprimento está presa

verticalmente a uma boia opaca circular de 2,26 m de raio, que flutua nas águas paradas

e transparentes de uma piscina, como mostra a figura. Devido à presença da boia e ao

fenômeno da reflexão total da luz, apenas uma parte da haste pode ser vista por

observadores que estejam fora da água.

Considere que o índice de refração do ar seja 1,0, o da água da piscina 4

,3

sen 48,6° =

0,75 e tg 48,6° = 1,13. Um observador que esteja fora da água poderá ver, no máximo,

uma porcentagem do comprimento da haste igual a

a) 70%.

b) 60%.

c) 50%.

d) 20%.

e) 40%.


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30. (Enem PPL 2013) A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de

fibras ópticas, que permitem acessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo

(Gbps), o suficiente para baixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a

maioria das conexões ainda é de 1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um

milésimo dos acessos mais rápidos do Japão. A fibra óptica é composta basicamente de

um material dielétrico (sílica ou plástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente

e flexível. Ela é formada de uma região central envolta por uma camada, também de

material dielétrico, com índice de refração diferente ao do núcleo. A transmissão em

uma fibra óptica acontecerá de forma correta se o índice de refração do núcleo, em

relação ao revestimento, for

a) superior e ocorrer difração.

b) superior e ocorrer reflexão interna total.

c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial.

d) inferior e ocorrer interferência destrutiva.

e) inferior e ocorrer interferência construtiva.

31. (Ufg 2013) Anableps, um animal aquático, possui a capacidade incomum de ver

acima e abaixo da superfície da água simultaneamente. O seu olho é adaptado para essa

finalidade e funciona como dois olhos em um único globo ocular, cujo corte transversal

é mostrado a seguir.

Que adaptação física ocorrida no olho desse animal aquático explica o fenômeno

relatado?

a) O achatamento da córnea.


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b) A duplicidade da córnea.

c) A circularidade do cristalino.

d) A curvatura da retina.

e) O achatamento do cristalino.

32. (Uerj 2013) Um jovem com visão perfeita observa um inseto pousado sobre uma

parede na altura de seus olhos. A distância entre os olhos e o inseto é de 3 metros.

Considere que o inseto tenha 3 mm de tamanho e que a distância entre a córnea e a

retina, onde se forma a imagem, é igual a 20 mm.

Determine o tamanho da imagem do inseto.

33. (Pucrj 2012) Um feixe luminoso se propagando no ar incide em uma superfície de

vidro. Calcule o ângulo que o feixe refratado faz com a normal à superfície sabendo que

o ângulo de incidência iθ é de 60° e que os índices de refração do ar e do vidro,

ar vidroe ,η η são respectivamente 1,0 e 3.

a) 30°

b) 45°

c) 60°

d) 73°

e) 90°

34. (Ufrgs 2012) Um estudante, para determinar a velocidade da luz num bloco de

acrílico, fez incidir um feixe de luz sobre o bloco. Os ângulos de incidência e refração

medidos foram, respectivamente, 45° e 30º.

1 2Dado : sen 30 ; sen 45

2 2

Sendo c a velocidade de propagação da luz no ar, o valor obtido para a velocidade de

propagação da luz no bloco é

a) c

.2

b) c

.2


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c) c.

d) 2 c.

e) 2c.

35. (Fuvest 2012)

Uma fibra ótica é um guia de luz, flexível e transparente, cilíndrico, feito de sílica ou

polímero, de diâmetro não muito maior que o de um fio de cabelo, usado para transmitir

sinais luminosos a grandes distâncias, com baixas perdas de intensidade. A fibra ótica é

constituída de um núcleo, por onde a luz se propaga e de um revestimento, como

esquematizado na figura acima (corte longitudinal). Sendo o índice de refração do

núcleo 1,60 e o do revestimento, 1,45, o menor valor do ângulo de incidência do feixe

luminoso, para que toda a luz incidente permaneça no núcleo, é, aproximadamente,

Note e adote

(graus) sen cos

25 0,42 0,91

30 0,50 0,87

45 0,71 0,71

50 0,77 0,64

55 0,82 0,57

60 0,87 0,50

65 0,91 0,42

1 1 2 2n sen n sen

a) 45º.

b) 50º.

c) 55º.


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d) 60º.

e) 65º.

36. (Enem 2012) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a

pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um

lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe.

Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz

a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água.

b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a

água.

c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água.

d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água.

e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.

37. (G1 - ifpe 2012) Analisando os três raios notáveis de lentes esféricas convergentes,

dispostas pelas figuras abaixo, podemos afirmar que:

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.

38. (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.


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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.

39. (Uff 2012) A macrofotografia é uma técnica utilizada para fotografar pequenos

objetos. Uma condição que deve ser obedecida na realização dessa técnica é que a

imagem do objeto no filme deve ter o mesmo tamanho do objeto real, ou seja, imagem e

objeto devem estar na razão 1:1. Suponha uma câmera formada por uma lente, uma

caixa vedada e um filme, como ilustra, esquematicamente, a figura.

Considere que a distância focal da lente é 55mm e que D e DO representam,

respectivamente, as distâncias da lente ao filme e do objeto á lente. Nesse caso, para

realizar a macrofotografia, os valores de D e DO devem ser

a) D = 110mm e DO = 55mm.

b) D = 55mm e DO = 110mm.


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c) D = 110mm e DO = 110mm.

d) D = 55mm e DO = 55mm.

e) D = 55mm e DO = 220mm.

40. (Ufpr 2012) Um datiloscopista munido de uma lupa analisa uma impressão digital.

Sua lupa é constituída por uma lente convergente com distância focal de 10 cm. Ao

utilizá-la, ele vê a imagem virtual da impressão digital aumentada de 10 vezes em

relação ao tamanho real. Com base nesses dados, assinale a alternativa correta para a

distância que separa a lupa da impressão digital.

a) 9,0 cm.

b) 20,0 cm.

c) 10,0 cm.

d) 15,0 cm.

e) 5,0 cm.

41. (Ufmg 2012) Quando uma pessoa olha para um objeto, a imagem deste deve se

formar sobre a retina. Algumas pessoas, por terem um defeito de visão, veem objetos

próximos fora de foco, enquanto os distantes ficam mais bem focados. Outras pessoas

têm o defeito contrário – ou seja, os objetos distantes são vistos fora de foco e os

próximos, mais nitidamente.

Elmo é um professor de Física portador de um desses dois defeitos e, para corrigi-lo, ele

precisa usar óculos. Nestas figuras, Elmo está sem óculos, à esquerda, e com seus

óculos, à direita.

Como se pode notar na figura da direita, os óculos fazem com que os olhos de Elmo

pareçam maiores.


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a) A lente dos óculos de Elmo é convergente ou divergente? Justifique sua resposta.

b) Nesta figura, está representado um dos olhos de Elmo, sem óculos, e dois raios de luz

que vêm de um objeto muito distante:

Desenhe, nessa figura, a continuação dos dois raios para indicar em que ponto se forma

a imagem do objeto. Explique seu raciocínio.

42. (Acafe 2012) A figura abaixo mostra esquematicamente o olho humano,

enfatizando nos casos I e II os dois defeitos de visão mais comuns.

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

___________.


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a) hipermetropía – convergente – miopía – divergente

b) hipermetropía – divergente – miopía – convergente

c) miopía – divergente – hipermetropía – convergente

d) miopía – convergente – hipermetropía – divergente

43. (Ufpe 2012) Um objeto de altura 1,0 cm é colocado perpendicularmente ao eixo

principal de uma lente delgada, convergente. A imagem formada pelo objeto tem altura

de 0,40 cm e é invertida. A distância entre o objeto e a imagem é de 56 cm. Determine a

distância d entre a lente e o objeto. Dê sua resposta em centímetros.

44. (Ufu 2011) A tabela abaixo mostra o valor aproximado dos índices de refração de

alguns meios, medidos em condições normais de temperatura e pressão, para um feixe

de luz incidente com comprimento de onda de 600 nm

Material Índice de

refração

Ar 1,0

Água (20º C) 1,3

Safira 1,7

Vidro de altíssima

dispersão

1,9

Diamante 2,4

O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo i 30º

em um meio desconhecido, sendo o ângulo de refração r 45º .

O meio desconhecido é:


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a) Vidro de altíssima dispersão

b) Ar

c) Água (20ºC)

d) Safira

45. (Uff 2011) O fenômeno da miragem, comum em desertos, ocorre em locais onde a

temperatura do solo é alta.

Raios luminosos chegam aos olhos de um observador por dois caminhos distintos, um

dos quais parece proveniente de uma imagem especular do objeto observado, como se

esse estivesse ao lado de um espelho d’água (semelhante ao da superfície de um lago).

Um modelo simplificado para a explicação desse fenômeno é mostrado na figura

abaixo.

O raio que parece provir da imagem especular sofre refrações sucessivas em diferentes

camadas de ar próximas ao solo.

Esse modelo reflete um raciocínio que envolve a temperatura, densidade e índice de

refração de cada uma das camadas.

O texto a seguir, preenchidas suas lacunas, expõe esse raciocínio.

“A temperatura do ar ___________________ com a altura da camada, provocando

_________________ da densidade e _________________ do índice de refração; por

isso, as refrações sucessivas do raio descendente fazem o ângulo de refração

______________ até que o raio sofra reflexão total, acontecendo o inverso em sua

trajetória ascendente até o olho do observador”.

Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.

a) aumenta – diminuição – aumento – diminuir


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b) aumenta – diminuição – diminuição – diminuir

c) diminui – aumento – aumento – aumentar

d) diminui – aumento – diminuição – aumentar

e) não varia – diminuição – diminuição – aumentar

46. (Ufpa 2011) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na

Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água,

acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador

encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da

imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação.

Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria

para maximizar suas chances de acertar a presa.

a) Homem em A; peixe arqueiro em 1

b) Homem em A; peixe arqueiro em 3

c) Homem em B; peixe arqueiro em 2

d) Homem em C; peixe arqueiro em 1

e) Homem em C; peixe arqueiro em 3

47. (Ufsm 2011) Na figura a seguir, são representados um objeto (O) e a sua imagem

(I) formada pelos raios de luz


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Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas.

A lente em questão é _________________, porque , para um objeto real, a imagem é

_________ e aparece________________ que o objeto.

a) convergente - real - menor

b) convergente - virtual - menor

c) convergente - real - maior

d) divergente - real - maior

e) divergente - virtual - menor

48. (Ufpe 2011) A figura mostra uma montagem onde um objeto foi colocado sobre o

eixo ótico distando 4,2 cm de uma lente convergente de distancia focal f = 4 cm.

Calcule o fator de ampliação, em modulo, para a montagem descrita.

49. (Eewb 2011) Um aluno possui hipermetropia e só consegue ler se o texto estiver a

pelo menos 1,5 m de distância. Qual deve ser a distância focal da lente corretiva para

que ele possa ler se o texto for colocado a 25 cm de seus olhos?

a) 10 cm

b) 20 cm

c) 30 cm

d) 40 cm


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50. (Ufpb 2011) Um projetor de slide é um dispositivo bastante usado em salas de aula

e/ou em conferências, para projetar, sobre uma tela, imagens ampliadas de objetos.

Basicamente, um projetor é constituído por lentes convergentes.

Nesse sentido, considere um projetor formado por apenas uma lente convergente de

distância focal igual a 10 cm. Nesse contexto, a ampliação da imagem projetada, em

uma tela a 2 m de distância do projetor, é de:

a) 20 vezes

b) 19 vezes

c) 18 vezes

d) 17 vezes

e) 16 vezes


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Gabarito:

Resposta da questão 1:

[B]

A estrutura do olho análoga à imagem invertida utilizada na figura é a retina. Quando a

imagem é formada na retina, esta é reduzida e invertida. Ao chegar ao córtex cerebral,

ela é processada.


[D]

Pelo descrito no enunciado, o estudante não enxergava bem pois o seu ponto próximo

era superior a 25 cm. Este tipo de problema é característico do problema de visão

chamado hipermetropia. Para correção deste, é necessária uma lente convergente.

Como é dado que a vergência da lente a ser usada é de 2 dioptrias, temos que:

11V m

f

12

f

f 50 cm


[A]

Ao incidir radialmente sobre uma superfície circular o raio não sofre desvio,

independentemente do sentido de propagação. Ao sair para o ar, o raio está passando do

meio mais refringente para o menor refringente, afastando-se da normal.



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A figura ilustra duas trajetórias para o raio incidente, uma sofrendo emersão pelo ponto

Q e, a outra, pelo ponto S.

a) Aplicando a lei de Snell na interface cone-semiesfera:

A B1 3

n sen n sen 1,6 3 1,6 sen sen 2 2

60 .

α β β β

β

b) Para que a emersão seja rasante (pelo ponto S), o ângulo de refração deve ser igual a

90°. Nesse caso, o angulo α torna-se o ângulo limite.

Aplicando novamente a lei de Snell:

A B' B' B'1

n sen n sen 90 1,6 3 n n 0,8 3 .2

α


[C]

As ondas estão passando do meio 1 (águas profundas) para o meio 2 (águas rasas). Esse

é o fenômeno da refração.


[C]


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A figura mostra as trajetórias dos dois raios no interior da esfera.

Aplicando a lei de Snell no ponto P:

vidro ar3 1

n sen n sen 60 3 sen 1 sen 30 .2 2

θ θ θ θ

O triângulo ˆACP é isósceles. Então:

2 180 2 30 180 120 .θ α α α


[B]

[I] Incorreta. Para ocorrer reflexão total, a primeira condição é que o sentido de

propagação da luz seja do meio mais refringente para o menos refringente.

[II] Incorreta. Para ocorrer reflexão total, a segunda condição é que o ângulo de

incidência no meio mais refringente seja maior que o ângulo limite.

[III] Correta. A expressão do ângulo limite (L) é:

menor casca

maior núcleo

n nL arc sen L arc sen .

n n

[IV] Correta. Se ocorre reflexão total, não há refração.


[C]


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[I] Correta. Para haver reflexão total a primeira condição é que o sentido de

propagação da luz seja do meio mais refringente para o menos refringente.

[II] Correta. A segunda condição para haver reflexão total é que o ângulo de incidência

seja maior que o ângulo limite.

[III] Incorreta. Essa não é uma condição para haver reflexão total.


[C]

Como o índice de refração n é a razão entre a velocidade da luz c e a velocidade da luz

no meio v, temos:

cn

v

Logo, a luz monocromática com menor velocidade terá maior índice de refração. Com

isso, a luz monocromática violeta que tem a menor velocidade de propagação no meio

terá o maior índice de refração e a relação será A Bn n .


[A]

O índice de refração absoluto n é a razão entre a velocidade da luz c em um dado meio

e a velocidade da onda eletromagnética v neste meio.

cn

v

Usando os valores fornecidos, temos:

8

8

3,0 10 m / sn 2,5

1,2 10 m / s



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[A]

É observado o fenômeno da refração sempre que uma onda passa de um meio para outro

de índice de refração diferente. Independentemente do tipo de lente, o raio de luz sofrerá

uma refração na separação ar-lente na sua entrada e logo em seguida outra refração na

separação lente-ar. Desta forma, pode-se dizer que sofrerá duas refrações.


[E]

A figura mostras dois raios, (a) e (b), saindo da chama da vela e outros dois, (c) e (d),

saindo da base da vela. Apenas os raios refratados (a') e (c') atingem o anteparo. Vê-se,

assim, que forma-se a imagem da vela inteira, porém ela fica mais tênue, pois os raios

que são barrados pela placa deixam de contribuir com sua luminosidade.


[E]

Dados da questão:

| i | | o |

| p | | p ' | 40cm

Para formar uma imagem tal que | i | | o |, lente tem que ser convergente. Um detalhe

importante de se ressaltar é que por a imagem ser invertida, a amplitude será de

negativa.

Logo, o i


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i p 'A 1

o p

Se p 40cm

Logo, p ' 40cm

Então,

1 1 1

f p p'

1 1 1 2

f 40 40 40

2 f 40

f 20cm


[B]

A vergência (V), em dioptria, e a distância focal (f ), em metro, são grandezas inversas.

1 1f f 0,4 m.

V 2,5


[A]

[I] Correto.

[II] Correto.

[III] Incorreto. A correção da hipermetropia é feita com lentes convergentes.


[E]

Para resolução desta questão, foi dado que,

f 2,0 m

p 3,0 m


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Note que o foco é um valor positivo pois a lente é convergente.

Utilizando a Equação de Gauss, pode ser encontrado a posição da imagem em relação a

lente.

1 1 1

f p p'

1 1 1

p' 2 3

1 3 2

p' 6

p' 6,0 m

Ou seja, a imagem encontra-se a 6 metros à direita da lente.

Para a ampliação da imagem, tem-se que:

p' 6A

p 3

A 2

Logo, alternativa correta é a [E].


[C]

Dos instrumentos dados como opções, somente a lente convergente pode construir uma

imagem conforme ilustração do enunciado.

[A] O espelho plano sempre irá ter uma imagem do mesmo tamanho, direita e revertida

(trocando direita com esquerda).

[B] O espelho convexo sempre terá uma imagem Virtual, direita e menor, porém a

imagem sempre estará do outro lado do elemento óptico.

[C] CORRETA. Na lente convergente, se o objeto for colocado entre o foco-objeto e o

centro óptico, a imagem será Virtual, direita e maior, conforme ilustração do enunciado.

[D] A Lente divergente sempre irá ter uma imagem virtual, direita e menor que o objeto.

[E] O espelho côncavo não pode ser devido ao fato de a única possibilidade de ter uma

imagem direita e maior, a imagem estará do outro lado do espelho óptico.


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A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução da questão.

Aplicando a lei de Snell na refração:

1 1 2 2n sen n sen 2 sen 30° 1 sen

1 22 sen sen

2 2

45 .

θ θ θ

θ θ

θ


[B]

A figura mostra os ângulos de incidência e refração:


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Nessa figura:

dtgr 1 r 45 .

d

Aplicando a lei de Snell:

ar L L L L

L

3 2 3n sen i n sen r 1 sen 60 n sen 45 n n

2 2 2

6n .

2


[A]

Calculando o ângulo limite (L):

vácuo

mat

n 1sen L L 30 .

n 2

A reflexão total somente ocorre quando o sentido de propagação da luz é do meio mais

para o menos refringente, ou seja, do material para o vácuo.


[A]

Considerando que o observador esteja olhando verticalmente para baixo, temos:

i ar ii i i

o áb

d n d 1 2,0 d 1 d 1,54 m d 1,5 m.

d n 2 1,3 1,3


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[B]

Aplicando a equação do dioptro plano para pequenos ângulos:

obs ari i i

o obj águra

i

n nd d d 1

d n 1,33 n 1,33 1,33

d 1 m.


[C]

A lupa é uma lente convergente que fornece de um objeto real, entre a lente e o foco,

uma imagem virtual, maior e direita.


[A]

Dados: p = 3 cm; A = 2,5.

Da equação do Aumento Linear Transversal:

f fA 2,5

f p f 3

7,52,5 f 7,5 f 1,5 f 7,5 f

1,5

f 5 cm.


[E]


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Quando a luz passa de um meio para outro de mesmo índice de refração, ela não sofre

desvio em sua trajetória. Esse fenômeno chamado continuidade óptica.

Poderia, também, ser aplicada a Lei de Snell:

vidro

glic

nsen i sen i 1,5 1 sen r sen i r i.

sen r n sen r 1,5

Ou seja, o ângulo de refração é igual ao de incidência, não ocorrendo desvio na

trajetória dos raios.


A partir da Lei de Snell, temos:

1 1 2 2

1 2

2 1 1 2

1 2

v sen v sen

n sen n sen

c csen sen

v v

θ θ

θ

θ θ

θ

Em que “c” representa a velocidade da luz no vácuo.

Como a velocidade da luz em um determinado meio independe do ângulo de incidência,

temos:

21v v5

c e c6

Substituindo na expressão acima:

1 2

1 2

1

2

5c sen c sen

6

5sen sen

6

sen 6

sen 5

θ θ

θ θ

θ

θ


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Como os ângulos de incidência e refração são menores do que 10º, a aproximação

apresentada no texto é válida e, portanto:

12 2

2 2

6 3 6 156 3.5

5 5 6

θθ θ

θ θ

2 2,5ºθ


[C]

sen 0,5 30β β

Como 2 60α β α

Pela Lei de Snell, podemos escrever:

A B B B3 1

n sen n sen 1 n n 32 2

α β .


[D]

O texto cita: “... de um sistema no qual a informação é basicamente canalizada”.

A canalização de informações dá-se através da reflexão total interna em fibras ópticas.


[D]

A figura ilustra o fenômeno ocorrido.


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Aplicando a Lei de Snell para o dioptro ar-água:

água ar4 1 3

n seni n sen90 seni 1 1 seni seni .43 4

3

Da tabela dada: i = 48,6° tgi = 1,13.

Mas, da figura:

R 2,26 2,26tgi 1,13 h h 2 m.

h h 1,13

Ainda da figura, a parte visível da haste (y) é:

y h H y H h 2,5 2 y 0,5 m.

Em valores percentuais:

(%)

(%)

0,5 50y 100

2,5 2,5

y 20%.


[B]

Na fibra óptica, a luz fica confinada no interior do núcleo, sem penetrar na casca, sendo

conduzida por reflexão total, fenômeno que somente é possível quando o sentido de

propagação da luz é do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, o

índice de refração do núcleo é maior que o da casca.


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[E]

Se o cristalino não fosse achatado, não haveria a formação de duas imagens, uma em

cada setor da retina.


Dados apresentados:

p 3 m

o 3 mm

p 0 m' 2 m

i P i 20 60

i mm0 P 3 3000 3000

i 0,02 mm


[A]


ar 1 vidro3 1

n sen n sen r 1 sen 60 3 sen r 3 sen r sen r 2 2

r 30

θ


[B]

Aplicando a Lei de Snell:


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bloco bloco bloco bloco

ar

bloco

1 1v v v vsen30 12 2

v sen 45 c c c2 2 22 2

cv .

2


[E]

Basta calcularmos o ângulo limite, que é o ângulo de incidência ( ) no meio mais

refringente (núcleo) que provoca uma emergência rasante (90°) no meio menos

refringente (revestimento).

Dados: nnúcleo = 1,60; nrevest = 1,45.


resvestnúcleo revest

núcleo

n 1,45n sen n sen90 sen sen 0,91.

n 1,60

Consultando a tabela dada: = 65°.


[E]


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A figura mostra um raio refletido pelo peixe, que atinge o olho do observador. Ao

refratar-se da água para o ar, ele sofre desvio em sua trajetória. O observador vê a

imagem do peixe acima de sua posição real.


[C]

Os três raios são corretos, pois satisfazem perfeitamente às propriedades dos raios

luminosos ao passarem pelas lentes esféricas convergentes.


[C]

As gotas assumem a forma de um hemisfério, formando uma lente plano-convexa,

imersa no ar. Como o índice de refração da água é maior que o do ar, essas lentes

tornam-se convergentes, concentrando a radiação solar.


[C]

Para que a imagem apresente o mesmo tamanho que o objeto, devemos posicionar o

objeto no ponto antiprincipal de uma lente convergente, ficando a imagem com o

mesmo tamanho e com a mesma distância da lente, comparado ao objeto.


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0 0Y Y D D x

Considerando que f = 55mm e a equação de conjugação das lentes esféricas delgadas

0

1 1 1

f D D , teremos:

0

1 1 1 1 1 1x 110mm

f D D 55 x x

0D D x 110mm


[A]

Aplicando a equação de Gauss, vem:

1 1 1 1 1 1 9p 9cm

f p p' 10 p 10p 10p


a) A imagem dos olhos do professor Elmo é virtual, direita e MAIOR. A lente capaz de

produzir esse tipo de imagem (para um objeto real) é convergente, conforme o

esquema, sendo F e F’ os focos da lente.


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b) Se ele usa lente convergente, o sistema óptico formado somente pelo seu olho não

está dando aos raios convergência suficiente para focalizá-los na retina. Isso significa

que, quando sem óculos, a imagem está se formando depois da retina, conforme ilustra

o esquema.


[A]

Caso I: Hipermetropia: o indivíduo apresenta olho pequeno ou olho curto. A imagem

forma-se depois da retina, pois o sistema de visão desse indivíduo é pouco convergente,

não conseguindo trazer a imagem na retina. O hipermetrope enxerga mal objetos

próximos, necessitando de lentes convergentes para efetuar a correção.

Caso II: Miopia: o indivíduo apresenta olho grande ou olho alongado. A imagem

forma-se antes da retina, pois o sistema de visão desse indivíduo é muito convergente.

O míope enxerga mal objetos distantes, necessitando de lentes divergentes para efetuar

a correção.


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De acordo com o esquema abaixo, teremos:

d d' 56cm

y 1cm

y' 0,4cm (imagem invertida)

Usando as equações do estudo analítico das lentes:

y ' d' 0,4 d'd' 0,4.d

y d 1 d

d 40cm.


[D]

Lei de Snell: 1 i 2 rn .sen n .senθ θ

22,4.sen30º n .sen45º 2 2

22,4 0,5 n . n 1,70

2


[C]

d d' 56 d 0,4.d 56 1,4.d 56


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O asfalto se aquece, aquecendo as camadas de ar próximas a ele; quanto mais baixa a

camada, maior a sua temperatura. Por isso a temperatura do ar diminui com a altura da

camada. O ar quente sobe, fazendo com que as camadas mais baixas se tornem mais

rarefeitas. Portanto, há aumento da densidade com a altura da camada.

Consequentemente, o índice de refração também sofre um aumento, sendo as camadas

inferiores menos refringentes. A passagem de um raio de uma camada (+) refringente

para outra (–) refringente faz com que o raio se afaste da normal na trajetória

descendente, fazendo aumentar o ângulo de refração, até atingir o ângulo limite e a

reflexão total, acontecendo o inverso na trajetória ascendente.


[E]

A luz sempre vai do objeto para o observador.

No primeiro caso, o peixe é objeto e o homem é o observador. A luz está passando da

água (meio mais refringente) para o ar (meio menos refringente), afastando-se da

normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o homem deve fazer pontaria em C.


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No segundo caso, o inseto é objeto e o peixe arqueiro é o observador. A luz está

passando do ar (meio menos refringente) para a água (meio mais refringente),

aproximando-se da normal, de acordo com a lei de Snell. Por isso o peixe arqueiro deve

fazer pontaria em 3.


[A]

Somente lente convergente conjuga imagem real para um objeto real.


Dados: f = 4 cm; p = 4,2 cm.

Da equação do aumento linear transversal:

f 4 4A

f p 4 4,2 0,2

A 20.


[C]

1 1 1

f p p'

1 1 1

f 25 150

1 6 1 5

f 150 150 150 f 30cm .


[B]

1 1 1

f p p '

1 1 1

0,1 p 2

1 1 19,5

p 0,1 2

1p

9,5 .

p ' 2A 19vezes

p 1/ 9,5 .

lista extra 1ª sÉrie prp03 refraÇÃo e lentes...

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