Óptica Geométrica 02- Revisão para Enem - Professor Telmo

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Óptica Geométrica 2 
 
Questão 1: 
 
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 2: 
 
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 
https://3.bp.blogspot.com/-GwyX0LZO2UM/Wc_zQhG4UrI/AAAAAAAAIiA/MoXgy3s2gx4ngaZTe0uqAjG6Y606QdrVACLcBGAs/s1600/jupi.jpg
 
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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 3: 
 
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 4: 
 
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). 
 
 
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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: 
 
 
https://4.bp.blogspot.com/-WuXIzmFi4mE/Wc_0nsaHiSI/AAAAAAAAIiM/srEuo2xTY8oeUIYKuJCgC_Gz2Y118dOmQCLcBGAs/s1600/relvs1.jpg
https://1.bp.blogspot.com/-oipqRb5_yzk/Wc_0rO9AbQI/AAAAAAAAIiQ/K2hlW3JnBRg18pkbXN1L45n9QPBDrXeuwCLcBGAs/s1600/relvs2.jpg
https://1.bp.blogspot.com/-3CBIlve6bPU/Wc_0w7Lu7kI/AAAAAAAAIiU/QRrkOU6mccYOAYbxq7c2sOUvvthtGt4TwCLcBGAs/s1600/relvs3.jpg
 
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Resposta: d 
 
Questão 5: 
 
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 
https://1.bp.blogspot.com/-A0sNdi7DXFs/Wc_1Ggz618I/AAAAAAAAIiY/JGUKpxiehY4ETu6dMBXbbrNSnAak9rKcgCLcBGAs/s1600/relvs4.jpg
https://1.bp.blogspot.com/-stt9LDxrnoU/Wc_1bFERJEI/AAAAAAAAIic/telWc5V0oqY0KH3zuOO9vLklJJ-Uj0MMACLcBGAs/s1600/tablentes.png
 
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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 6: 
 
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 
 
 
 
 
https://2.bp.blogspot.com/-ZR8z6ePW2Qo/Wc_12jpDdhI/AAAAAAAAIig/RXFvvSNqvLM1zgISgdlMHK28dwsY2DQAQCLcBGAs/s1600/alhazebin.pngPágina 6 de 6 
 
Questão 7: 
 
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. 
 
 
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