Aula 04 - EXERCÍCIOS DE ÓPTICA GEOMÉTRICA

01. Quando a luz branca atravessa um prisma transparente, ela decompõe-se, tornando evidente o espectro de cores que se unem para formá-la. O fenômeno descrito refere-se à:

a) dispersão da luz.

b) reflexão da luz.

c) absorção da luz.

d) difração da luz.

e) polarização da luz.

O fenômeno em questão é chamado de dispersão. Nele, a luz sofre refração ao ser transmitida através do prisma. Como o índice de refração da luz é diferente para diferentes frequências, ocorre o separamento do feixe, possibilitando a observação do espectro visível.

02. A luz branca incide sobre um meio transparente cujo índice de refração é igual a 1,2. Assinale a alternativa correta em relação à velocidade da luz nesse meio:

a) A velocidade da luz nesse meio é 1,2 vezes mais rápida do que no vácuo.

b) A velocidade da luz nesse meio é 1,2 vezes mais lenta do que no vácuo.

c) A velocidade da luz nesse meio é igual à velocidade da luz no vácuo.

d) A velocidade da luz nesse meio depende da velocidade do seu observador.

O índice de refração é uma grandeza adimensional que mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz em determinado meio. Como não existem quaisquer meios nos quais a velocidade da luz seja maior que a velocidade da luz no vácuo, o módulo do índice de refração será sempre maior que 1 e indicará quantas vezes a velocidade da luz no vácuo é maior que a velocidade em algum meio.

03. A luz visível é um tipo de onda eletromagnética. As ondas eletromagnéticas são capazes de propagarem-se no vácuo com uma velocidade de aproximadamente 3.10⁸ m/s. São exemplos de ondas eletromagnéticas:

a) Luz visível, infravermelho, infrassom

b) Micro-ondas, ultrassom, radiação gama

c) Raios X, ondas de rádio, radiação gama

d) Raios X, ondas de rádio, radiação beta

e) Raios X, ondas de rádio, radiação alfa

04. Entre as alternativas acima, apenas a letra C apresenta três ondas eletromagnéticas. Infrassom e ultrassom são ondas sonoras, enquanto a radiação beta e a alfa são tipos de radiações corpusculares, isto é, formadas por partículas.

04. A correção de defeitos visuais é feita com base em uma das áreas da Óptica. Para tanto, usam-se sistemas ópticos corretivos, como as lentes delgadas. A área da Óptica que corresponde às correções aplicadas à visão é conhecida como:

a) Óptica Quântica

b) Óptica Ondulatória

c) Oftalmologia

d) Óptica Geométrica

e) Optometria

A área da Óptica responsável pelo estudo de sistemas corretivos, como as lentes delgadas, é chamada de Óptica Geométrica. Por meio das equações da Óptica Geométrica, podemos determinar a vergência das lentes (grau), distância focal, ângulos, etc.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

A luz, durante sua propagação, obedece a uma série de princípios, descobertos inicialmente  de forma empírica, ou seja, através da observação. Temos que nos lembrar que estamos analisando a luz de acordo com sua interpretação geométrica, ou seja, sem levarmos sua natureza ondulatória em conta. São eles: 

Princípio da Independência dos Raios Luminosos:

Quando dois raios de luz ou feixes de luz se cruzam, continuam suas trajetórias Individualmente. Um raio não interfere na trajetória de outro.

Princípio da Reversibilidade da Luz:

A trajetória seguida pelo raio de luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca o sentido de percurso.

Por isso,  temos certeza  de que uma pessoa pode nos ver através de um espelho quando observamos os olhos da pessoa através dele.

Princípio da Propagação Retilínea dos Raios Luminosos:

Em meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.

(Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:

a) os raios luminosos cancelam-se.

b) mudam a direção de propagação.

c) continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.

d) propagam-se em trajetórias curvas.

e) retornam em sentidos opostos.

(UFCE) “Quando dois ou mais raios de luz vindos de fontes diferentes se cruzam, seguem suas trajetórias de forma independente, como se os outros não existissem.” Este texto caracteriza:

a) O princípio da reversibilidade dos raios de luminosos;          

b) O princípio da propagação retilínea da luz;

c) A refração da luz;          

d) O princípio da independência dos raios luminosos;           

e) A polarização da luz.

(FUVEST-SP) Admita que o Sol subitamente “morresse”, ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Passadas 24h, um eventual sobrevivente, olhando para o céu sem nuvens, veria:

a) a Lua e as estrelas     

b) somente a Lua     

c) somente estrelas     

d) uma completa escuridão     

e) somente os planetas do sistema solar

CORES

Isaac Newton, ao realizar experimentos com a luz solar, verificou que ela dava origem a feixes de luz coloridos quando atravessava um prisma. As cores observadas correspondiam às cores do arco-íris. Verificou também que, com outro prisma, era capaz de recombinar as luzes, fazendo emanar do prisma luz solar, a que chamou de LUZ BRANCA.

Na teoria ondulatória, interpretamos isso da seguinte forma: a radiação solar é formada por uma série de ondas com frequências diferentes. Algumas faixas de valores de frequências diferentes provocam em nosso cérebro a captação das cores diferentes.

Uma luz é chamada de MONOCROMÁTICA sé é formada por apenas um valor de frequências, ou seja, apenas uma das cores do ESPECTRO DA LUZ BRANCA (vermelho, amarelo, alaranjado, verde, azul, anil e violeta). Com boa aproximação, é o que acontece em um LASER. Ao contrário, é chamada de POLICROMÁTICA se é formada por várias frequências. É o caso da luz branca.

A cor que um corpo apresenta, por reflexão, ao ser iluminado, depende da constituição da luz que ele reflete. Um corpo iluminado com luz branca apresenta-se branco quando reflete todas as componentes de cores dessa luz. Se o corpo absorver todas as luzes nele incidentes, nenhuma radiação segue para o olho do observador, e isso gera a sensação cromática de negro.