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LISTA DE ?PTICA #1 – Prof. Marcelo BoaroCONCEITOS INICIAIS1. (FUVEST) Astr?nomos observaram que a nossa galáxia, a Via Láctea, está a 2,5 x 106 anos-luz de Andr?meda, a galáxia mais próxima da nossa. Com base nessa informa??o, estudantes em uma sala de aula afirmaram o seguinte:I. A dist?ncia entre a Via Láctea e Andr?meda é de 2,5 milh?es de km.II. A dist?ncia entre a Via Láctea e Andr?meda é maior que 2 x 1019 km.III. A luz proveniente de Andr?meda leva 2,5 milh?es de anos para chegar à Via Láctea.Dado: 1 ano tem aproximadamente 3 x 107sEstá correto apenas o que se afirma ema) I. b) II.c) IIId) I e III.e) II e III.2. (ENEM) SEU OLHAR(Gilberto Gil, 1984)Na eternidadeEu quisera terTantos anos-luzQuantos fosse precisarPra cruzar o túnelDo tempo do seu olharGilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O sentido prático, em geral, n?o é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere aa) tempo. b) acelera??o.c) dist?ncia.d) velocidade.e) luminosidade.3. (Fuvest) Suponha que exista um outro universo no qual há um planeta parecido com o nosso, com a diferen?a de que a luz visível que o ilumina é monocromática. Um fen?meno ótico causado por esta luz, que n?o seria observado neste planeta, seria:a) a refra??o.b) a reflex?o.c) a difra??o.d) o arco-íris.e) a sombra.4. (FEI) No vácuo, qual é a dist?ncia aproximada percorrida pela luz, em 1 minuto?a) 3 × 105 kmb) 18 × 105 kmc) 3 × 105 md) 1,8 × 1010 me) 6 × 106 km5. (FEI) A luz solar se propaga e atravessa um meio translúcido. Qual das alternativas a seguir representa o que acontece com a propaga??o dos raios de luz? 6. (UFES) Um objeto amarelo, quando observado em uma sala iluminada com luz monocromática azul, será vistoa) amarelo.b) azul.c) preto.d) violeta.e) vermelho.7. (UFMG) Marília e Dirceu est?o em uma pra?a iluminada por uma única l?mpada.Assinale a alternativa em que est?o CORRETAMENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília.a) b) c)d) 8. (Mack) Os objetos A e B, quando iluminados pela luz solar, apresentam, respectivamente, as cores vermelha e branca. Esses objetos, ao serem iluminados somente pela luz de uma l?mpada de sódio, que emite apenas a luz monocromática amarela, ser?o vistos, respectivamente, com as cores:a) vermelha e branca.b) laranja e amarela.c) vermelha e preta.d) preta e amarela.e) branca e preta.9. (Fuvest) Admita que o Sol deixasse de emitir luz, ou seja, “apagasse”. Qual (is) corpo (s) seria (m) visto(s) por um eventual sobrevivente na Terra, olhando para o céu sem nuvens ?a) somente a Luab) a Lua e as estrelasc) somente os planetasd) os planetas e a Luae) somente as estrelas10. (Uniube) Uma sala está iluminada por uma luz amarela monocromática. Se uma pessoa entrar na sala vestindo uma camisa branca e uma cal?a azul, as cores da roupa, vistas dentro da sala, ser?oa) camisa amarela e cal?a preta.b) camisa amarela e cal?a verde.c) camisa preta e cal?a preta.d) camisa preta e cal?a verde.11. (Unifesp) A foto, tirada da Terra, mostra uma seqüência de 12 instant?neos do tr?nsito de Vênus em frente ao Sol, ocorrido no dia 8 de junho de 2004.O intervalo entre esses instant?neos foi, aproximadamente, de 34 min.a) Qual a dist?ncia percorrida por Vênus, em sua órbita, durante todo o transcorrer desse fen?meno? Dados: velocidade orbital média de Vênus: 35 km/s; dist?ncia de Vênus à Terra durante o fen?meno: 4,2 × 1010 m; dist?ncia média do Sol à Terra: 1,5 × 1011 m.b) Sabe-se que o di?metro do Sol é cerca de 110 vezes maior do que o di?metro de Vênus. No entanto, em fotos como essa que mostram a silhueta de Vênus diante do Sol, o di?metro do Sol parece ser aproximadamente 30 vezes maior. Justifique baseado em princípios e conceitos da óptica geométrica, o porquê dessa discrep?ncia.12. (Fuvest) Um jovem, em uma praia do Nordeste, vê a Lua a Leste, próxima ao mar.Ele observa que a Lua apresenta sua metade superior iluminada, enquanto a metade inferior permanece escura. Essa mesma situa??o vista do espa?o, a partir de um satélite artificial da Terra, que se encontra no prolongamento do eixo que passa pelos pólos, está esquematizada (parcialmente) na figura, onde J é a posi??o do jovem. Pode-se concluir que, nesse momento, a dire??o dos raios solares que se dirigem para a Terra é melhor representada por:a) A b) Bc) Cd) De) E13. (VUNESP) Um professor de física prop?s aos seus alunos que idealizassem uma experiência relativa ao fen?meno luminoso. Pediu para que eles se imaginassem numa sala completamente escura, sem qualquer material em suspens?o no ar e cujas paredes foram pintadas com uma tinta preta ideal, capaz de absorver toda a luz que incidisse sobre ela. Em uma das paredes da sala, os alunos deveriam imaginar uma fonte de luz emitindo um único raio de luz branca que incidisse obliquamente em um extenso espelho plano ideal, capaz de refletir toda a luz nele incidente, fixado na parede oposta àquela na qual o estudante estaria encostado (observe a figura).Se tal experiência pudesse ser realizada nas condi??es ideais propostas pelo professor, o estudante dentro da salaa) enxergaria somente o raio de luz.b) enxergaria somente a fonte de luz.c) n?o enxergaria nem o espelho, nem o raio de luz.d) enxergaria somente o espelho em toda sua extens?o.e) enxergaria o espelho em toda sua extens?o e também o raio de luz.GABARITO:1. Alternativa: E2. Alternativa: C3. Alternativa: D4. Alternativa: D5. Alternativa: A6. Alternativa: C7. Alternativa: A8. Alternativa: D9. Alternativa: E10. Alternativa: A11. a) ?S = 785.400 kmb) Vênus está mais perto da Terra e portanto, seu tamanho aparente é maior que o tamanho real.12. Alternativa: A13. Alternativa: C?PTICA – SOMBRA e PENUMBRA1. (UFPR) Um estudante precisa conhecer a altura de um edifício localizado no bairro Caiobá, em Matinhos/PR. Esse edifício encontra-se fechado, pois é uma época de baixa temporada nas praias e n?o há moradores fixos. De acordo com os conceitos da óptica geométrica, medindo-se simultaneamente as sombras de um poste de 5 m de altura e do edifício tem-se respectivamente 2 m e 10 m. Dessa forma, a altura do edifício é: a) 12 m. b) 20 m. c) 35 m. d) 25 m. e) 18 m.2. (Uneb) Numa sala existe uma mesa redonda, de 1,0 m de altura, cujo centro está na mesma vertical da l?mpada que ilumina o ambiente. A l?mpada está 1,0 m acima do tampo da mesa que tem 1,5 m de di?metro. O di?metro da sombra que a mesa projeta no piso da sala é, em metros, igual a:a) 1,5 b) 2,3 c) 3,0 d) 3.5 e) 4,5Obs.: Considere a l?mpada uma fonte puntiforme.3. Um prédio projeta no solo uma sombra de 30 metros. No mesmo momento uma planta de 0,7 m de altura projeta uma sombra de 0,5 m. Calcule a altura do prédio.4. Um prédio projeta no solo uma sombra de 40 metros. No mesmo momento uma planta de 0,7 m de altura projeta uma sombra de 0,5 m. Calcule a altura do prédio. 5. (FGV) O por?o de uma antiga casa possui uma estreita clarabóia quadrada de 100 cm2 de área, que permite a entrada da luz do exterior, refletida difusamente pelas constru??es que a cercam. Na ilustra??o, vemos uma aranha, um rato e um gato, que se encontram parados no mesmo plano vertical que intercepta o centro da geladeira e o centro da clarabóia.Sendo a clarabóia a fonte luminosa, pode-se dizer que, devido à interposi??o da geladeira, a aranha, o rato e o gato, nesta ordem, est?o em regi?es dea) luz, luz e penumbra.b) luz, penumbra e sombra.c) penumbra, luz e penumbra.d) penumbra, sombra e sombra.e) sombra, penumbra e luz.6. (FUVEST) Uma determinada montagem óptica é composta por um anteparo, uma máscara com furo triangular e três l?mpadas, L1, L2 e L3, conforme a figura abaixo. L1 e L3 s?o pequenas l?mpadas de lanterna e L2, uma l?mpada com filamento extenso e linear, mas pequena nas outras dimens?es. No esquema, apresenta-se a imagem projetada no anteparo com apenas L1 acesa.O esbo?o que melhor representa o anteparo iluminado pelas três l?mpadas acesas é7. (Fuvest) Num dia sem nuvens, ao meio-dia, a sombra projeta no ch?o por uma esfera de 1,0cm de di?metro é bem nítida se ela estiver a 10cm do ch?o. Entretanto, se a esfera estiver a 200cm do ch?o, sua sombra é muito pouco nítida. Pode-se afirmar que a principal causa do efeito observado é que:a) o Sol é uma fonte extensa de luz.b) o índice de refra??o do ar depende da temperatura.c) a luz é um fen?meno ondulatório.d) a luz do Sol contém diferentes cores.e) a difus?o da luz no ar "borra" a sombra.8. (Vunesp) Quando o Sol está a pino, uma menina coloca um lápis de 7,0x103 m de di?metro, paralelamente ao solo, e observa a sombra por ele formada pela luz do Sol. Ela nota que a sombra do lápis é bem nítida quando ele está próximo ao solo mas, à medida que vai levantando o lápis, a sombra perde a nitidez até desaparecer, restando apenas a penumbra. Sabendo-se que o di?metro do Sol é de 14x108 m e a dist?ncia do Sol à Terra é de 15x1010 m, pode-se afirmar que a sombra desaparece quando a altura do lápis em rela??o ao solo é de:a) 1,5 m.b) 1,4 m.c) 0,75 m.d) 0,30 m.e) 0,15 m.9. (ENEM) No primeiro dia do inverno no Hemisfério Sul, uma atividade de observa??o de sombras é realizada por alunos de Macapá, Porto Alegre e Recife. Para isso, utiliza-se uma vareta de 30 cm fincada no ch?o na posi??o vertical. Para marcar o tamanho e a posi??o da sombra, o ch?o é forrado com uma folha de cartolina, como mostra a figura:Nas figuras abaixo, est?o representadas as sombras projetadas pelas varetas nas três cidades, no mesmo instante, ao meio dia. A linha pontilhada indica a dire??o Norte-Sul. Levando-se em conta a localiza??o destas três cidades no mapa, podemos afirmar que os comprimentos das sombras ser?o tanto maiores quanto maior for o afastamento da cidade em rela??o aoa) litoral.b) Equador.c) nível do mar.d) Trópico de Capricórnio.e) Meridiano de Greenwich.10. (ENEM) Pelos resultados da experiência, num mesmo instante, em Recife a sombra se projeta à direita e nas outras duas cidades à esquerda da linha pontilhada na cartolina. ? razoável, ent?o, afirmar que existe uma localidade em que a sombra deverá estar bem mais próxima da linha pontilhada, em vias de passar de um lado para o outro. Em que localidade, dentre as listadas abaixo, seria mais provável que isso ocorresse?a) Natal. b) Manaus. c) Cuiabá. d) Brasília. e) Boa Vista.11. (ENEM) “Casa que n?o entra sol, entra médico.” Esse antigo ditado refor?a a import?ncia de, ao construirmos casas, darmos orienta??es adequadas aos dormitórios, de forma a garantir o máximo conforto térmico e salubridade. Assim, confrontando casas construídas em Lisboa (ao norte do Trópico de C?ncer) e em Curitiba (ao sul do Trópico de Capricórnio), para garantir a necessária luz do sol, as janelas dos quartos n?o devem estar voltadas, respectivamente, para os pontos cardeais:a) norte / sul.b) sul / norte.c) leste / oeste.d) oeste / leste.e) oeste / oeste.GABARITO1. Alternativa: D2. Alternativa: C3. h = 42 m 4. h = 56 m5. Alternativa: B6. Alternativa: D7. Alternativa: A8. Alternativa: C9. Alternativa: B10. Alternativa: D11. Alternativa: A?PTICA - ECLIPSE1. (Vunesp) Em 3 de novembro de 1994, no período da manh?, poderá ser observado, numa faixa ao sul do Brasil, o último eclipse solar total do milênio. Supondo retilínea a trajetória da luz, um eclipse pode ser explicado pela participa??o de três corpos alinhados: um anteparo, uma fonte e um obstáculo.a) Quais s?o os três corpos do Sistema Solar envolvidos nesse eclipse?b) Desses três corpos, qual deles faz o papel:De anteparo? De fonte? De obstáculo?2. (Fuvest) Em agosto de 1999, ocorreu o último eclipse solar total do século. Um estudante imaginou, ent?o, uma forma de simular eclipses. Pensou em usar um bal?o esférico e opaco, de 40 m de di?metro, que ocultaria o Sol quando seguro por uma corda a uma altura de 200 m. Faria as observa??es, protegendo devidamente sua vista, quando o centro do Sol e o centro do bal?o estivessem verticalmente colocados sobre ele, num dia de céu claro. Considere as afirma??es abaixo, em rela??o aos possíveis resultados dessa proposta, caso as observa??es fossem realmente feitas, sabendo-se que a dist?ncia da Terra ao Sol é de 150x106 km e que o Sol tem um di?metro de 0,75x106 km, aproximadamente.I. O bal?o ocultaria todo o Sol: o estudante n?o veria diretamente nenhuma parte do Sol.II. O bal?o é pequeno demais: o estudante continuaria a ver diretamente partes do Sol.III. O céu ficaria escuro para o estudante, como se fosse noite.Está correto apenas o que se afirma em:a) I b) II c) III d) I e III e) II e III3. (ENEM) A figura abaixo mostra um eclipse solar no instante em que é fotografado em cinco diferentes pontos do planeta. Três dessas fotografias est?o reproduzidas abaixo. As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos:a) III, V e II.b) II, III e V.c) II, IV e III.d) I, II e III.e) I, II e V.4. (UFRJ) No dia 3 de novembro de 1994 ocorreu o último eclipse total do Sol deste milênio. No Brasil, o fen?meno foi mais bem observado na Regi?o Sul. A figura mostra a Terra, a Lua e o Sol alinhados num dado instante durante o eclipse; neste instante, para um observador no ponto P, o disco da Lua encobre exatamente o disco do Sol. Sabendo que a raz?o entre o raio do Sol (Rs) e o raio da Lua (RL) vale Rs/RL = 4,00 x 102 e que a dist?ncia do ponto P ao centro da Lua vale 3,75 x 103 km, calcule a dist?ncia entre P e o centro do Sol. Considere propaga??o retilínea para o luz.5. (Gama Filho) No dia 03 de abril deste ano, ocorreu o eclipse total da Lua e alguns jornais anunciaram que ele seria observado em todo o território nacional. A esse respeito s?o feitas as afirma??es abaixo:I.Ao contrário do eclipse total do Sol, o da Lua pode ser visto de qualquer ponto do planeta para o qual ela se apresenta no momento em que ocorre o fen?meno.II.O eclipse total da Lua ocorre na lua nova, quando a Lua se posiciona entre o Sol e a Terra.III.O eclipse total da Lua ocorre na lua cheia, quando a Terra se posiciona entre o Sol e a Lua.A(s) afirma??o(?es) verdadeira(s) é(s?o):a) I, apenas.b) II, apenas.c) III, apenas.d) I e II, apenas.e) I e III, apenas.6. (ETEs) A dedica??o de Eratóstenes aos estudos forneceu-lhe conhecimentos para determinar a esfericidade da Terra, e ele obteve um resultado satisfatório, diante dos equipamentos e materiais a que tinha acesso.Imagine que Hamlet, filho de Hagar, pensasse em comprovar a esfericidade da Terra utilizando observa??es astron?micas, alguns conceitos de ótica e a sombra da Terra.Nessas condi??es, Hamlet faria uso de seus conhecimentos referentesa) ao eclipse solar.b) ao eclipse estelar.c) ao eclipse lunar.d) à rota??o da Lua.e) à rota??o da galáxia.7. 8. (Cesgranrio) O menor tempo possível entre um eclipse do Sol e um eclipse da Lua é de aproximadamente:a) 12 horas.b) 24 horas.c) 1 semana.d) 2 semanas.e) 1 mês.9. (Cesgranrio) ?s 18h, uma pessoa olha para o céu e observa que metade da Lua está iluminada pelo Sol. N?o se tratando de um eclipse da Lua, ent?o é correto afirmar que a fase da Lua, nesse momento:a) só pode ser quarto crescenteb) só pode ser quarto minguantec) só pode ser lua cheia.d) só pode ser lua nova.e) pode ser quarto crescente ou quarto minguante.10.GABARITO1. a) Sol, Terra e Luab) anteparo ? Terra; fonte ? Sol; obstáculo ? Lua2. Alternativa: A3. Alternativa: A4. Resposta: x = 1,5.108 km5. Alternativa: E6. Alternativa: C7. 1. Verdadeira2. Falsa3. Verdadeira4. Falsa5. Verdadeira8. Alternativa: D9. Alternativa: A10. 1. Verdadeira2. Falsa3. Verdadeira4. Verdadeira5. Falsa?PTICA – C?MARA ESCURA1. (Fatec) Um objeto y de comprimento 4,0 cm projeta uma imagem y’ em uma c?mara escura de orifício, como indicado na figura.O comprimento de y’ é, em centímetros, igual a a)2,5b)2,0c)1,8d)1,6e)0,42. (VUNESP) O tamanho da imagem de um prédio, projetada na parte posterior de uma c?mara escura, é 6,0cm. Após afastar a c?mara mais 50m do prédio, observa-se que o tamanho da imagem foi reduzido para 2,0cm.a) Usando a mesma c?mara, qual seria o tamanho da imagem se a dist?ncia entre a c?mara e o prédio dobrasse em rela??o à dist?ncia inicial, na qual o tamanho da imagem era de 6,0cm?b) Qual a dist?ncia inicial entre o prédio e a c?mara?3. (UFSC) Leia com aten??o os versos abaixo, de “Ch?o de Estrelas”, a mais importante cria??o poética de Orestes Barbosa que, com Sílvio Caldas, comp?s uma das mais belas obras da música popular brasileira:A porta do barraco era sem trincoMas a Lua, furando o nosso zinco,Salpicava de estrelas nosso ch?o ...Tu pisavas nos astros distraídaSem saber que a ventura desta vida? a cabrocha, o luar e o viol?o ...O cenário imaginado, descrito poeticamente, indica que o barraco era coberto de folhas de zinco, apresentando furos e, assim, a luz da Lua atingia o ch?o do barraco, projetando pontos ou pequenas por??es iluminadas - as “estrelas” que a Lua “salpicava” no ch?o.Considerando o cenário descrito pelos versos, assinale a(s) proposi??o(?es) CORRETA(S) que apresenta(m) explica??o(?es) física(s) possível(is) para o fen?meno.01. A Lua poderia ser, ao mesmo tempo, fonte luminosa e objeto cuja imagem seria projetada no ch?o do barraco.02. Os furos da cobertura de zinco deveriam ser muito grandes, permitindo que a luz da Lua iluminasse todo o ch?o do barraco.04. A propaga??o retilínea da luz n?o explica as imagens luminosas no ch?o -- porque elas somente ocorreriam em conseqüência da difra??o da luz.08. O barraco, com o seu telhado de zinco furado, se estivesse na penumbra, ou completamente no escuro, poderia comportar-se como uma c?mara escura múltipla, e através de cada furo produzir-se-ia uma imagem da Lua no ch?o.16. Quanto menor fosse a largura dos furos no telhado, menor seria a difra??o da luz e maior a nitidez das imagens luminosas no ch?o do barraco.32. Para que as imagens da Lua no ch?o fossem visíveis, o barraco deveria ser bem iluminado -- com l?mpadas, necessariamente.4. (FEI) Um dos métodos para medir o di?metro do Sol consiste em determinar o di?metro de sua imagem nítida, produzida sobre um anteparo, por um orifício pequeno feito em um cart?o paralelo a este anteparo conforme ilustra a figura. Em um experimento realizado por este método foram obtidos os seguintes dados:I.di?metro da imagem = 9mmII.dist?ncia do orifício até a imagem = 1,0 mIII.dist?ncia do sol à terra = 1,5.1011 mQual é aproximadamente o di?metro do Sol medido por este método?a) 1,5 × 108 mb) 1,35 × 109mc) 2,7 × 108 md) 1,35 × 108 me) 1,5 × 109m5. (Unaerp) Uma brincadeira proposta em um programa científico de um canal de televis?o, consiste em obter uma caixa de papel?o grande, abrir um buraco em uma de suas faces, que permita colocar a cabe?a no seu interior, e um furo na face oposta à qual o observador olha. Dessa forma ele enxerga imagens externas projetadas na sua frente, através do furo à suas costas. Esse fen?meno óptico baseia-se no:a) princípio da superposi??o dos raios luminosos.b) princípio da reflex?o da luz.c) princípio da refra??o da luz.d) princípio da propaga??o retilínea da luz.e) princípio da independência dos raios luminosos.6. (UFSCar) A 1 metro da parte frontal de uma c?mara escura de orifício, uma vela de comprimento 20cm projeta na parede oposta da c?mara uma imagem de 4cm de altura.A c?mara 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 50cm do orifício, para que a imagem obtida no fundo da c?mara tenha o mesmo tamanho da anterior, 4cm, a dist?ncia que deve ser deslocado o fundo da c?mara, relativamente à sua posi??o original, em cm, é dea) 50.b) 40.c) 20.d) 10.e) 5.7. (FEI) Uma c?mara escura de orifício fornece a imagem de um prédio, o qual se apresenta com altura de 5cm. Aumentando-se de 100m a dist?ncia do prédio à c?mara, a imagem se reduz para 4cm de altura. Qual é a dist?ncia entre o prédio e a c?mara, na primeira posi??o?a) 100 mb) 200 mc) 300 md) 400 me) 500 mGABARITO1. Alternativa: D2. a) h’ = 3 cmb) d = 25m3. Resposta: 94. Alternativa: B5. Alternativa: D6. Alternativa: D7. Alternativa: D ................
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