Borges e Nicolau
Óptica Geométrica II
Questão 8:
Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração
a) na temperatura da superfície do planeta.
b) no formato da camada gasosa do planeta.
c) no campo gravitacional gerado pelo planeta.
d) na composição química das nuvens do planeta.
e) na densidade das nuvens que compõem o planeta.
Resolução:
A luz refletida nas nuvens gera a imagem captada. O movimento das diversas camadas da atmosfera do planeta pode ter alterado a densidade das nuvens no hemisfério sul, tendo como consequência o desaparecimento da citada faixa.
Resposta: e
Questão 9:
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 são espalhados pela superfície da água.
e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar.
Resolução:
Os raios de luz refletidos pelo peixe sofrem o fenômeno da refração ao passar da água para o ar. Os raios oblíquos à essa fronteira sofrem desvio em sua trajetória.
Resposta: e
Questão 10:
Será que uma miragem ajudou a afundar o Titanic? O fenômeno ótico conhecido como Fata Morgana pode fazer com que uma falsa parede de água apareça sobre o horizonte molhado. Quando as condições são favoráveis, a luz refletida pela água fria pode ser desviada por uma camada incomum de ar quente acima, chegando até o observador, vinda de muitos ângulos diferentes. De acordo com estudos de pesquisadores da Universidade de San Diego, uma Fata Morgana pode ter obscurecido os icebergs da visão da tripulação que estava a bordo do Titanic. Dessa forma, a certa distância, o horizonte verdadeiro fica encoberto por uma névoa escurecida, que se parece muito com águas calmas no escuro.Disponível em: http://apod.nasa.gov. Acesso em: 6 set. 2012 (adaptado).
O fenômeno ótico que, segundo os pesquisadores, provoca a Fata Morgana é a
a) ressonância.
b) refração.
c) difração.
d) reflexão.
e) difusão.
Resolução:
A luz, refletida pela água fria, sofre refração ao atravessar uma camada de ar quente. A refração é sempre acompanhada de reflexão. Esta pode ou não ser total. A falsa parede de água que aparece no horizonte molhado, obscurecendo os icebergs da visão da tripulação que estava a bordo do Titanic, é o resultado da refração e posterior reflexão da luz.
O principal fenômeno do qual resulta a reflexão é a refração da luz.
Resposta: b
Questão 11:
Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”.
Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br.Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).
Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?
Resolução:
Seja S a superfície que separa os dois meios, R o raio incidente, R’ o raio refratado R’ e a normal N no ponto de incidência I. Para a passagem da luz do ar para um meio natural os raios R e R’ estão em quadrantes opostos.
Para a passagem da luz do ar para um metamaterial os raios R e R’ estão em quadrantes adjacentes:
Resposta: d
Questão 12:
As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados.
Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos?
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
Resolução:
A melhor amostra de lente fotocromática deve ter os tempos de escurecimento e de esmaecimento mínimos (20s e 30s, conforme a tabela). A transmitância média (quantidade de luz que atravessa o meio em relação à quantidade de luz que incide sobre ele), deve ser máxima em ambientes escuros e mínima em ambientes claros.
O valor de 50% de transmitância média contempla os dois casos.
Resposta: c
Questão 13:
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
Resolução:
O tecido corresponde à retina: de um objeto real forma-se uma imagem real, invertida e reduzida, no fundo do olho, sobre a retina. A retina é constituída de células nervosas sensíveis à luz, que transmitem ao cérebro as sensações visuais.
Resposta: b
Questão 14:
Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias; vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que se dê a percepção da imagem.
Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como
a) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas.
b) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto.
c) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores.
d) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor.
e) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.
Resolução:
Se o indivíduo não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, ele não distinguirá cores. Seus bastonetes permitem diferenciar diversos tons de cinza. Assim, o indivíduo perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como sendo cinza.
Resposta: d
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