UEPG 2023 (Vocacionada) — questão 38 de Física
Enunciado em texto
A Óptica é um dos ramos da Física que pode ser dividido em duas partes: a Óptica Geométrica e a Óptica Física. Nesse contexto, assinale o que for correto.
(01) O fato de a sombra de um objeto linear ser também linear é uma das consequências de um dos princípios da Óptica Geométrica, que afirma que a luz se propaga, em meios transparentes e isotrópicos, em linha reta.
(02) A abscissa de uma imagem real conjugada por um espelho vale 40 cm. As alturas do objeto, posicionado perpendicularmente ao eixo principal, e da imagem valem, respectivamente, 1,5 cm e 3 cm. Diante do exposto, podemos afirmar que o espelho é côncavo e que seu raio de curvatura é menor que 30 cm.
(04) O índice de refração de um meio A em relação ao ar vale 5/3. Se um raio luminoso incidir do ar para o meio A, seu índice de refração terá valor 3/5.
(08) Para um observador na Terra, uma estrela aparenta estar mais elevada do que está na realidade. Esse fenômeno pode ser explicado pela refração atmosférica da luz emitida pela estrela, já que o índice de refração absoluto de um meio varia com sua densidade.
(16) São duas as leis da reflexão: (I) O raio incidente, o refletido e a normal à superfície de incidência são coplanares; (II) O ângulo de incidência é igual ao de reflexão. A segunda lei vale para os raios que incidem em superfícies lisas, mas não em superfícies rugosas.
(Enunciado: Vestibular 2022 (1ª etapa) UEPG — UEPG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações de óptica e somar as corretas.
(01) Verdadeira. A sombra é a região que os raios não alcançam porque o objeto os bloqueia. Como os raios são retas, a sombra reproduz a forma do objeto: é consequência da propagação retilínea da luz.
(02) Verdadeira. Passo 1 — o tipo de espelho. Espelho convexo, com objeto real, só dá imagem virtual. Imagem real significa espelho côncavo.
Passo 2 — a posição do objeto. Imagem real é invertida, então o aumento é negativo, com módulo 3/1,5 = 2:
Passo 3 — foco e raio (equação de Gauss):
(04) Falsa. O índice de A em relação ao ar é , um número fixo, que não depende do sentido em que a luz atravessa a superfície. O valor 3/5 é o índice do ar em relação a A.
(08) Verdadeira. A atmosfera fica mais densa perto do chão, e o índice de refração aumenta com a densidade. A luz da estrela vai se curvando ao descer, e o observador a vê na direção do último trecho do raio, que aponta para cima da posição real.
(16) Falsa. As duas leis valem em qualquer superfície. Na superfície rugosa, cada pequeno trecho tem a sua própria normal, e cada raio obedece às leis em relação a ela; como as normais apontam para todo lado, os raios refletidos se espalham (reflexão difusa).
⚠️ A armadilha: na (02), usar o aumento positivo (+2) na equação. Com p′ = 40 cm e A = +2, sairia p negativo, um absurdo para objeto real. Imagem real é sempre invertida.
A ideia em uma frase: imagem real de objeto real só vem de espelho côncavo; e a reflexão difusa também obedece às leis da reflexão, ponto a ponto.
Resposta: soma 11 (01 + 02 + 08).
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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