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Óptica Básica

1. (Pucrj 2013) A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão horizontal, uma sombra de comprimento 6,0 m. Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra a quantos metros do muro? a) 2,0 b) 2,4 c) 1,5 d) 3,6 e) 1,1 2. (G1 - ifsp 2012) A figura ilustra, fora de escala, a ocorrência de um eclipse do Sol em

determinada região do planeta Terra. Esse evento ocorre quando estiverem alinhados o Sol, a Terra e a Lua, funcionando, respectivamente, como fonte de luz, anteparo e obstáculo.

Para que possamos presenciar um eclipse solar, é preciso que estejamos numa época em que a Lua esteja na fase a) nova ou cheia. b) minguante ou crescente. c) cheia, apenas. d) nova, apenas. e) minguante, apenas.

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3. (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 4. (G1 - ifce 2012) Uma bandeira do Brasil, que se encontra em uma sala escura, é iluminada

com luz monocromática de cor azul. As cores apresentadas pelo retângulo, pelo losango, pelas letras da faixa central e pelo circulo são, respectivamente, a) verde, amarela, branca e azul. b) preta, preta, azul e azul. c) preta, preta, preta e azul. d) azul, preta, verde e azul. e) preta, preta, preta e preta. 5. (Uftm 2012) Uma câmara escura de orifício reproduz uma imagem de 10 cm de altura de

uma árvore observada. Se reduzirmos em 15 m a distância horizontal da câmara à árvore,

essa imagem passa a ter altura de 15 cm.

a) Qual é a distância horizontal inicial da árvore à câmara? b) Ao se diminuir o comprimento da câmara, porém mantendo seu orifício à mesma distância

da árvore, o que ocorre com a imagem formada? Justifique.



6. (Enem 2011) Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do

visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2): o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.

Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1? a) Azul. b) Verde. c) Violeta. d) Laranja. e) Vermelho. 7. (Fgvrj 2011) Sob a luz solar, Tiago é visto, por pessoas de visão normal para cores, usando uma camisa amarela, e Diana, um vestido branco. Se iluminadas exclusivamente por uma luz azul, as mesmas roupas de Tiago e Diana parecerão, para essas pessoas, respectivamente, a) verde e branca. b) verde e azul. c) amarela e branca. d) preta e branca. e) preta e azul. 8. (Uel 2011) Posicione-se de frente para a Lua. Em seguida, coloque um lápis em frente a seu olho, a uma distância suficiente para que o diâmetro do lápis bloqueie totalmente a imagem da Lua. Considere que o diâmetro do lápis é igual a 7 mm, que a distância do olho até o lápis é de

75 cm e que a distância da Terra à Lua é de 53 10 km.

Utilizando somente estes dados, pode-se estimar que: a) O brilho da Lua corresponde ao brilho de uma estrela de 1ª magnitude. b) O perímetro da Lua mede aproximadamente 21000 km. c) A órbita da Lua é circular. d) O diâmetro da Lua é de aproximadamente 3500 km. e) A Terra não possui a forma esférica, mas apresenta achatamento nos polos.



9. (Unesp 2011) A figura 1 mostra um quadro de Georges Seurat, grande expressão do

pontilhismo.

De forma grosseira podemos dizer que a pintura consiste de uma enorme quantidade de pontos de cores puras, bem próximos uns dos outros, tal que a composição adequada dos pontos causa a sensação de vibração e efeitos de luz e sombra impressionantes. Alguns pontos individuais podem ser notados se chegarmos próximo ao quadro. Isso ocorre

porque a resolução angular do olho humano é 4

min 3,3 10θ rad. A figura 2 indica a

configuração geométrica para que uma pessoa perceba a separação d entre dois pontos

vizinhos à distância L 30 cm do quadro.

Considerando que para ângulos 0,17θ rad é válida a aproximação tg θ θ , a distância d

aproximada entre esses dois pontos, representados na figura 2, é, em milímetros, igual a a) 0,1. b) 0,2. c) 0,5. d) 0,7. e) 0,9.



10. (Epcar (Afa) 2011) Um objeto luminoso é colocado em frente ao orifício de uma câmara

escura como mostra a figura abaixo.

Do lado oposto ao orifício é colocado um espelho plano com sua face espelhada voltada para o anteparo translúcido da câmara e paralela a este, de forma que um observador em A possa visualizar a imagem do objeto estabelecida no anteparo pelo espelho. Nessas condições, a configuração que melhor representa a imagem vista pelo observador através do espelho é

a)

b)

c)

d) 11. (Puccamp 2010) Uma pessoa se coloca na frente de uma câmara escura, a 2 m do orifício

dessa câmara e a sua imagem que se forma no fundo da mesma tem 6 cm de altura. Para que ela tenha 4 cm de altura, essa pessoa, em relação à câmara, deve a) afastar-se 1 m. b) afastar-se 2 m. c) afastar-se 3 m. d) aproximar-se 1 m. e) aproximar-se 2 m. 12. (Uftm 2010) Para medir distâncias utilizando-se das propriedades geométricas da luz, um estudante providencia uma caixa cúbica, de aresta 16 cm. Após pintar o interior com tinta preta, faz um orifício no centro de uma das faces e substitui a face oposta ao orifício por uma folha de papel vegetal. Feito isso, aponta o orifício para uma porta iluminada, obtendo dela uma imagem nítida, invertida e reduzida, projetada sobre a folha de papel vegetal. Sabendo-se que a altura da imagem observada da porta é 14 cm e que a altura da porta é 2,15 m, conclui-se que a distância aproximada, em metros, entre o orifício da caixa e a porta é: a) 0,9. b) 1,8. c) 2,5. d) 3,5. e) 4,8.



13. (Fgv 2010) O vendedor de churros havia escolhido um local muito próximo a um poste de

iluminação. Pendurado no interior do carrinho, um lampião aceso melhorava as condições de iluminação.

Admitindo que o centro de todos os elementos da figura, exceto as finas colunas que suportam o telhado do carrinho, estão no mesmo plano vertical, considerando apenas as luzes emitidas diretamente do poste e do lampião e, tratando-os como os extremos de uma única fonte extensa de luz, a base do poste, a lixeira e o banquinho, nessa ordem, estariam inseridos em regiões classificáveis como a) luz, sombra e sombra. b) luz, penumbra e sombra. c) luz, penumbra e penumbra. d) penumbra, sombra e sombra. e) penumbra, penumbra e penumbra. 14. (G1 - cftmg 2010) Esta questão refere-se ao texto e à figura que se seguem.

“O eclipse total do Sol, ocorrido em 22 de julho de 2009, pôde ser visto da Índia, Nepal, Butão,

centro da China e em várias ilhas do Pacífico. Um eclipse parcial também foi visto no Sudeste

asiático e em parte da Oceania; tratou-se da penumbra da Lua. Esse foi e será o eclipse total

mais longo, com duração máxima da fase de totalidade de 6 minutos e 43 segundos,

acontecido no século XXI.”

Disponível em: http\\www.pt.wikipédia.org>. Acesso em 6 set. 2009. (adaptado)

Durante um eclipse solar, um observador situado na (o) .................... vê .................... .

A alternativa que completa, corretamente, as lacuna é

a) cone de penumbra, um eclipse total. b) cone de sombra, um eclipse parcial. c) região plenamente iluminada da Terra, o Sol. d) região de sombra própria da Terra, um eclipse total.



15. (G1 - cps 2010) Um menino de 1,5 m de altura produz uma sombra de 50 cm. No mesmo

instante, um prédio próximo ao menino produz uma sombra de 20 m. A altura do prédio, em metros, é a) 20. b) 30. c) 50. d) 60. e) 80. 16. (Ufscar 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. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Para medir a altura de um prédio, Mônica cravou uma estaca, verticalmente no chão, mediu a

estaca, sua sombra e a sombra do prédio. Os valores que encontrou estão indicados na figura

a seguir.

17. (G1 - ccampos 2007) Calcule a altura aproximada do prédio.

a) 4000 cm b) 1000 dam c) 30,4 m d) 0,5 km e) 2 × 10

4 mm



18. (Ufmg 2005) Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única lâmpada.

Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados os feixes de luz que

permitem a Dirceu ver Marília.

19. (G1 - cps 2004) Os versos a seguir lembram uma época em que a cidade de São Paulo

tinha iluminação a gás:

"Lampião de gás!

Lampião de gás!

Quanta saudade

Você me traz.

Da sua luzinha verde azulada

Que iluminava a minha janela

Do almofadinha, lá na calçada

Palheta branca, calça apertada"

(Zica Bergami)

Quando uma "luzinha cor verde azulada" incide sobre um cartão vermelho, a cor da luz

absorvida é:

a) verde e a refletida é azul b) azul e a refletida é verde c) verde e a refletida é vermelha d) verde azulada e nenhuma é refletida e) azul e a refletida é vermelha 20. (Ufrn 2002) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar

de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha

quando iluminado pela luz do sol.

Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo-se que a passarela onde

Ana Maria vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar

que o público perceberá seu vestido como sendo

a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido. b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha. c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das cores. d) vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.



Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Observe que os triângulos sombreados são semelhantes

Portanto:

4 1,624 4x 9,6 4x 14,4 x 3,6 m.

6 6 x

Resposta da questão 2: [D] A figura mostra a Lua em duas posições diferentes. Na situação I, está ilustrado um eclipse solar. A face escura da Lua está voltada para a Terra, portanto é Lua nova. A situação II mostra um eclipse lunar, que ocorre na Lua cheia, estando a Lua no cone de sombra da Terra.

Resposta da questão 3:

[A] Dados: DS = 400 DL; dS = 151.600.000 km. A figura ilustra a situação descrita.



Da semelhança de triângulos:

SL LL

L S L L

L

dd d 151.600.000 1.516.000 d

D D D 400 D 4

d 379.000 km.

Resposta da questão 4: [C] Supondo pigmentação pura: – o retângulo verde somente reflete a radiação verde, portanto apresenta cor preta; – o losango amarelo somente reflete a radiação amarela, portanto apresenta cor preta; – as letras verdes somente refletem a radiação verde, portanto apresentam cor preta; – o círculo central é azul porque reflete somente azul, portanto continua apresentando cor azul. Assim, as cores apresentadas são: preta, preta, preta e azul. Resposta da questão 5:

a) ANTES:

DEPOIS:

H 10cmH.d 10D

D d

H 15cmH.d 15(D 15)

D 15m d

10D 15(D 15)

10D 15D 225

5D 225

D 45m



b) A imagem irá diminuir. Observe a justificativa:

H hH.d h.D

D d

H.dh

D

Note que para “H” e “D” constantes a “h” é diretamente proporcional a “d”, ou seja se “d” diminui “h” também diminui. Vale salientar que apesar da imagem diminuir ela ficará mais nítida sobre a tela, uma vez que, a mesma intensidade luminosa será projetada em uma área menor, aumentado a nitidez. Resposta da questão 6:

[E] O gráfico nos mostra que essa substância apresenta maior absorção para comprimentos de onda em torno de 500 nm, o que corresponde à cor verde. De acordo com o enunciado: ... “o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.” Na roda de cores, notamos que o comprimento de onda oposto ao da cor verde é o da cor vermelha. Resposta da questão 7: [E] O branco é a união de todas as cores. Uma camisa nos parece vermelha, porque iluminando-a com luz branca o material só reflete a componente vermelha da luz. Branco reflete qualquer cor. Vermelho só reflete vermelho. Azul só reflete azul. E assim sucessivamente.

Amarelo não reflete azul preta.

Branco reflete azul azul. Resposta da questão 8: [D] Com dos dados fornecidos somente são possíveis de serem verificadas as afirmações b e c.

A figura a seguir ilustra a situação descrita.

Calculando o diâmetro (D) da Lua

5D 3 10 D 2.800 km.

7 750

Calculando o perímetro (L) da Lua.

L D 3,14 2.800 L 8.800 km.

Pelos cálculos, nenhuma das afirmativas está correta, porém, por aproximação, ficamos com a afirmativa d.




[A]

4dd .L 3,3x10 x300 0,1mm

Lθ θ .

Resposta da questão 10: [D] Na câmara escura de orifício a imagem é revertida (trocam-se lado direito e lado esquerdo) e invertida (“de ponta-cabeça”), em relação ao objeto, obtendo assim a primeira imagem (I1). Essa primeira imagem comporta-se como objeto para o espelho plano, que fornece imagem apenas revertida, formando assim a segunda imagem (I2), como indicado nas figuras abaixo.


[A]

Primeira situação:

x y

H h

hxH

y

Segunda situação:

x ' y

H h'

h'x 'H

y

Igualando, vem:



hx h' x '6 2 4x ' x ' 3,0m

y y

x x' x 3 2 1,0m


[C] A figura abaixo mostra a situação descrita:

Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto: D 16 16x2,15

D 2,5m2,15 14 14

.


[A] O esquema a seguir mostra a região de sombra pela influência exclusiva das duas fontes.

Observando-o, notamos que a base do poste está iluminada, enquanto que, a lixeira e o banquinho estão na região de sombra.




[C] Quanto ao eclipse solar, temos:

Observador colocado no cone de sombra da Lua vê um eclipse total;

Observador colocado num cone de penumbra vê um eclipse parcial;

Observador colocado numa região plenamente iluminada da Terra vê o Sol inteiramente. Resposta da questão 15: [D] Dados: h = 1,5 m; d = 50 cm = 0,5 m; D = 20 m.

H D H 20

h d 1,5 0,5 H = 1,5 (40) H = 60 m.


[D]

Observe a figura abaixo onde se mostra a formação da imagem.

Os triângulos sombreados são semelhantes, portanto:

H h

D d

Na primeira situação:

20 4d 20cm

100 d

Na segunda situação: 20 4

d' 10cm50 d

Portanto: d d' d 10 20 10cm

O fundo da câmera deve ser deslocado 10 cm para a esquerda. Resposta da questão 17: [C] Resposta da questão 18:

[A] Resposta da questão 19:

[D] Resposta da questão 20:

[B]


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