UFU 2011-2 — questão 14 de Física
Enunciado em texto
Atualmente, há diversos tipos de telescópios no mercado. Apesar de suas especificidades, todos funcionam com base em princípios fundamentais da Óptica. No esquema abaixo, há representação da trajetória que os raios de luz fazem em um telescópio conhecido como newtoniano, desde o instante em que incidem no espelho na posição A, passam pelo espelho na posição B e chegam à ocular.
[Figura: um tubo horizontal, aberto à direita. Dois raios de luz paralelos entram pela direita (setas apontando para a esquerda), percorrem o tubo e atingem o espelho A, no fundo esquerdo. Refletidos, os dois raios convergem de volta para a direita, em direção a um pequeno espelho B, inclinado, perto da abertura. Em B, os raios são desviados para baixo e chegam à ocular, num pequeno tubo lateral na parte de baixo do tubo principal.]
É correto afirmar que os espelhos das posições A e B empregados nesse telescópio, assim como as propriedades físicas que possuem e que foram empregadas nesse instrumento são, respectivamente:
A) o espelho da posição A é côncavo, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo ângulo de incidência; o espelho da posição B é convexo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco.
B) o espelho da posição A é convexo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco; o espelho da posição B é côncavo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco.
C) o espelho da posição A é convexo, e os raios de luz que incidem em seu vértice refletem passando pelo seu centro de curvatura; o espelho da posição B é plano, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo ângulo de incidência.
D) o espelho da posição A é côncavo, e os raios de luz que nele incidem refletem convergindo para seu foco; o espelho da posição B é plano, e os raios que nele incidem refletem segundo o mesmo ângulo de incidência.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2011-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: o tipo de cada espelho do telescópio newtoniano e a propriedade usada em cada um.
Passo 1 — o espelho A. Os raios chegam paralelos e, depois de refletidos, convergem. Espelho que faz raios paralelos ao eixo convergirem para o foco é o côncavo (o convexo os espalharia). Essa é a propriedade usada: juntar no foco a luz que vem de um astro distante.
Passo 2 — o espelho B. Ele só desvia o feixe para o lado, para a ocular, sem mudar sua convergência; o desenho o mostra reto e inclinado. É um espelho plano, que obedece à lei da reflexão: ângulo de reflexão igual ao de incidência.
Por que não as outras: A e B põem um espelho convexo fazendo raios “convergirem para o foco”, o que espelho convexo não faz (ele diverge os raios; o foco dele é virtual). B e C ainda dizem que A é convexo. C, além disso, descreve uma propriedade errada: o raio que passa pelo centro de curvatura é o que volta sobre si mesmo, não o que incide no vértice.
⚠️ A armadilha: a alternativa A começa bem (A côncavo) e erra no B. Leia as duas metades: o espelho pequeno do newtoniano é plano.
A ideia em uma frase: no newtoniano, o espelho côncavo do fundo concentra a luz no foco, e um espelho plano inclinado só desvia o feixe para a ocular.
Resposta: alternativa D (A côncavo, B plano).
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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