FUVEST 2011 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Um objeto decorativo consiste de um bloco de vidro transparente, de índice de refração igual a 1,4, com a forma de um paralelepípedo, que tem, em seu interior, uma bolha, aproximadamente esférica, preenchida com um líquido, também transparente, de índice de refração . A figura ao lado mostra um perfil do objeto. Nessas condições, quando a luz visível incide perpendicularmente em uma das faces do bloco e atravessa a bolha, o objeto se comporta, aproximadamente, como
[Figura: um retângulo cinza, marcado “vidro 1,4”, com um círculo branco no meio, marcado “líquido n”.]
a) uma lente divergente, somente se .
b) uma lente convergente, somente se .
c) uma lente convergente, para qualquer valor de .
d) uma lente divergente, para qualquer valor de .
e) se a bolha não existisse, para qualquer valor de .
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2011, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: se a bolha de líquido funciona como lente convergente ou divergente, e em que condição.
Passo 1 — a entrada no bloco. A luz chega perpendicular à face plana, então entra no vidro sem desviar. Todo o efeito vem da bolha.
Passo 2 — a bolha é uma lente biconvexa. Uma esfera de líquido tem as duas faces curvadas para fora, como uma lente de bordas finas. Mas o comportamento de uma lente depende do índice dela comparado com o do meio em volta:
• se o líquido é mais refringente que o vidro (), a luz se comporta como numa lente de vidro no ar: a lente de bordas finas é convergente;
• se o líquido é menos refringente (), tudo se inverte: a mesma lente de bordas finas fica divergente (como uma bolha de ar dentro da água);
• se , a luz nem percebe a fronteira, e é como se a bolha não existisse.
Passo 3 — conferir as alternativas. Convergente somente se : é a (B). A (A) está ao contrário: divergente seria para .
⚠️ A armadilha: a (C), achando que “lente de bordas finas é sempre convergente”. Isso só vale quando a lente é mais refringente que o meio, como o vidro no ar.
A ideia em uma frase: lente de bordas finas converge se for mais refringente que o meio e diverge se for menos.
Resposta: alternativa B (convergente, somente se n > 1,4).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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