Introducao a óptica geométrica

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COLÉGIO PREVEST 
ÓPTICA GEOMÉTRICA – INTRODUÇÃO 
DISCIPLINA – FÍSICA 
PROFESSOR – PAULO SÉRGIO 
 
01 – EXTRA - (PUCCAMP SP/2016) 
“...tudo teria começado com a haste vertical ao sol, que 
projetava sua sombra num plano horizontal demarcado.” Com 
um ângulo de inclinação de 30°, em relação ao solo plano, os 
raios solares incidindo sobre uma haste vertical de 2,5 m de 
comprimento geram uma sombra de x m. Um pouco mais 
tarde, quando o ângulo de inclinação dos raios solares é de 
45º graus, a mesma sombra gerada agora é de y m. A 
diferença ente x e y é de, aproximadamente, 
sen 30º = 0,5 cos 30º = 0,866 tg 30º = 0,577 
sen 45º = 0,707 cos 45º = 0,707 tg 45º = 1 
a) 1 m. 
b) 1,83 m. 
c) 2,45 m. 
d) 0,88 m. 
e) 2,27 m. 
 
01 - (UniCESUMAR SP/2015) 
Uma pessoa de altura h coloca-se diante de uma câmara 
escura de orifício com o intuito de produzir, na face oposta ao 
orifício da câmara, uma imagem que corresponda a três 
quartos (¾) de sua altura. Sabendo que a câmara escura tem 
profundidade d, qual será a distância entre a pessoa e sua 
imagem? 
 
 
 
a) 
3
d.7
 
b) 
3
d.4
 
c) h.d.
3
4
 
d) h.d.
4
3
 
e) 
h.3
d.4
 
 
02 - (UERN/2015) 
Nos meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga 
em linha reta. Essa propriedade pode ser evidenciada pelo 
fenômeno da 
 
a) difração. 
b) polarização. 
c) interferência. 
d) formação de eclipses. 
 
03 - (PUC GO/2014) 
O Livro e a América 
 
Talhado para as grandezas, 
P’ra crescer, criar, subir, 
O Novo Mundo nos músculos 
Sente a seiva do porvir. 
– Estatuário de colossos – 
Cansado doutros esboços 
Disse um dia Jeová: 
“Vai, Colombo, abre a cortina 
“Da minha eterna oficina... 
“Tira a América de lá.” 
 
Molhado inda do dilúvio, 
Qual Tritão descomunal, 
O continente desperta 
No concerto universal. 
Dos oceanos em tropa 
Um – traz-lhe as artes da Europa, 
Outro – as bagas de Ceilão... 
E os Andes petrificados, 
Como braços levantados, 
Lhe apontam para a amplidão. 
 
Olhando em torno então brada: 
“Tudo marcha!... Ó grande Deus! 
As cataratas – p’ra terra, 
As estrelas – para os céus 
Lá, do pólo sobre as plagas, 
O seu rebanho de vagas 
Vai o mar apascentar... 
Eu quero marchar com os ventos, 
Com os mundos... co’os firmamentos!!!” 
E Deus responde – “Marchar!” 
 
[...] 
(ALVES, Castro. Melhores poemas de Castro Alves. São 
Paulo: Global, 2003. p. 15-16.) 
 
A poesia de Castro Alves caracteriza-se pela descrição de 
espaços amplos, como se percebe na última estrofe do texto. 
Se observarmos o Sol no horizonte, bem ao final de uma 
tarde de céu límpido, vemos que sua cor aparenta-se 
“avermelhada”. A explicação para esse fato é que: 
 
a) A atmosfera da Terra espalha ondas com compri-
mentos menores, como o azul e o verde. 
b) A atmosfera da Terra absorve ondas com compri-
mentos menores, como o azul e o verde. 
c) A atmosfera da Terra reflete a luz que é emitida pelo 
Sol. 
d) A temperatura do Sol é menor ao final da tarde. 
 
04 - (UFT TO/2014) 
Um fotógrafo, que ainda gostava de trabalhar com filmes 
fotográficos, entrou em um quarto escuro para revelar suas 
fotos, levando uma caixa contendo quatro bolas, cada uma 
com uma cor diferente, que sobre a luz do sol apresentavam 
as seguintes cores: preta, branca, vermelha e verde. No 
quarto, a iluminação era realizada apenas por uma luz 
vermelha. Ao olhar novamente as quatro bolas na caixa, ele 
notou as seguintes cores: 
 
a) preta, preta, vermelha e preta 
b) preta, branca, vermelha e verde 
c) preta, vermelha, vermelha e preta 
d) branca, branca, branca e vermelha 
e) vermelha, vermelha, vermelha e vermelha 
 
05 - (PUC SP/2014) 
Em 15 de abril de 2014 ocorreu um eclipse lunar total que foi 
visível na parte oeste da África, na parte oeste da Europa, na 
parte leste da Ásia, nas Américas e na Austrália. Os eclipses 
totais da Lua, quando o satélite cruza o cone de sombra da 
Terra, são pouco frequentes. O último ocorreu no dia 10 de 
dezembro de 2011. Há ocorrência de tal eclipse 
 
 
http://g1.globo.com/pa/santarem-regiao/noticia/2014/04/ 
veja-imagens-doeclipse-lunar-feitas-de-santarem-pa.html 
 
a) independentemente da fase da Lua, bastando, para 
isso, o alinhamento entre o Sol, a Lua e a Terra, nessa 
ordem. 
b) na lua nova. 
c) na lua cheia. 
d) no quarto crescente. 
e) no quarto minguante. 
 
06 - (UFU MG/2014) 
Em um ambiente totalmente escuro, é feito um experimento, 
que consiste em colocar nesse ambiente uma pessoa com 
visão normal, diante de uma folha em branco, de um gato 
preto e de um espelho plano. 
Qual desses três elementos a pessoa verá no ambiente? 
 
a) Nenhum deles, pois o ambiente está desprovido 
totalmente de luz. 
b) A folha em branco, pois trata-se do objeto mais claro 
presente no ambiente. 
c) O espelho plano, pois possui uma superfície 
amplamente refletora. 
d) O gato preto, pois seus olhos brilham, mesmo que 
no escuro. 
 
07 - (UEFS BA/2014) 
Uma placa retangular de alumínio tem dimensões 40cm x 
15cm. Através de um fio que passa pelo seu baricentro, ela é 
presa ao teto de um quarto, permanecendo horizontalmente a 
1,5m do assoalho e a 50cm do teto. Bem junto ao fio, no teto, 
há uma lâmpada cujo filamento tem dimensões desprezíveis. 
 
Com base nessa informação, é correto afirmar que a área da 
sombra projetada pela placa é igual, em m
2
, a 
 
a) 0,96 
b) 0,88 
c) 0,82 
d) 0,77 
e) 0,69 
 
08 - (UFU MG/2014) 
Um método para determinar o diâmetro do Sol consiste no 
emprego de um tubo de cartão, por exemplo, sendo que em 
uma de suas extremidades é feito um pequeno furo com um 
alfinete e, na outra, colocado um papel semitransparente. A 
luz que viaja do Sol até nós, ou seja, que percorre 150 
milhões de quilômetros, atravessa o pequeno orifício e 
projeta no papel semitransparente uma imagem do astro-rei, 
conforme o esquema abaixo. 
 
 
 
Para o tubo com o comprimento mostrado no esquema, o 
diâmetro da imagem é de 1,4cm. 
 
a) A partir da situação descrita, calcule o diâmetro do 
Sol. 
b) Por que a Lua, mesmo tendo diâmetro muito menor 
do que o do Sol, consegue encobri-lo por completo, conforme 
percebido por um observador que está em um local da Terra 
onde esteja ocorrendo um eclipse total do Sol? 
 
09 - (FMJ SP/2014) 
Fibra óptica é um filamento de vidro, ou de materiais 
poliméricos, com capacidade de transmitir luz. O filamento 
pode ter diâmetros variáveis, dependendo de sua aplicação, 
indo desde diâmetros mais finos que um fio de cabelo até 
alguns milímetros. A transmissão da luz em seu interior se 
dá, basicamente, 
 
a) por sucessivas reflexões. 
b) alternando reflexões com difrações. 
c) por sucessivas refrações. 
d) alternando refrações com reflexões. 
e) alternando refrações com difrações. 
 
10 - (FMABC/2014) 
 
 
A imagem corresponde a um filtro de luz vermelha. Se 
incidirmos um feixe de luz branca em uma das faces desse 
filtro, a luz que, após atravessá-lo, emergirá, pela face 
oposta, será vista por um observador como sendo 
 
a) uma mistura de todas as frequências da luz branca, 
com exceção do vermelho, que foi subtraído pelo filtro. 
b) uma luz vermelha, pois o filtro vermelho reflete 
difusamente apenas o vermelho e subtrai as demais 
frequências da luz branca. 
c) uma luz ciano, pois o filtro irá bloquear o vermelho e 
irá deixar emergir as frequências do azul e do verde que, 
quando combinadas, resultam no ciano. 
d) uma luz vermelha, pois o filtro irá subtrair as demais 
frequências da luz branca, refratando apenas a frequência do 
vermelho. 
e) uma luz branca, pois o filtro serve apenas para 
provocar a refração da luz incidente, desviando, portanto, a 
trajetória do raio emergente. 
 
11 - (PUC RJ/2013) 
A uma certa hora da manhã, a inclinação dos raios solares é 
tal que um muro de 4,0 m de altura projeta, no chão 
horizontal,uma sombra de comprimento 6,0 m. 
Uma senhora de 1,6 m de altura, caminhando na direção do 
muro, é totalmente coberta pela sombra quando se encontra 
a quantos metros do muro? 
 
a) 2,0 
b) 2,4 
c) 1,5 
d) 3,6 
e) 1,1 
 
12 - (IFSP/2013) 
Leia atentamente o texto a seguir. 
 
Mecanismos do Eclipse 
 
A condição para que ocorra um Eclipse é que haja um 
alinhamento total ou parcial entre Sol, Terra e Lua. A 
inclinação da órbita da Lua com relação ao equador da Terra 
provoca o fenômeno da Lua nascer em pontos diferentes no 
horizonte a cada dia. 
Se não houvesse essa inclinação, todos os meses teríamos 
um Eclipse da Lua (na Lua Cheia) e um Eclipse do Sol (na 
Lua Nova). 
 
 
(www.seara.ufc.br/astronomia/fenomenos/eclipses.htm 
Acesso em: 03.10.2012.) 
 
Abaixo vemos a Lua representada, na figura, nas posições 1, 
2, 3 e 4, correspondentes a instantes diferentes de um 
eclipse. 
 
 
 
As figuras a seguir mostram como um observador, da Terra, 
pode ver a Lua. Numa noite de Lua Cheia, ele vê como na 
figura I. 
 
 
 
Assinale a alternativa em que haja correta correspondência 
entre a posição da Lua, a figura observada e o tipo de 
eclipse. 
 
parcial
Lunar
V3)e
total
Lunar
IV4)d
total
Solar
I3)c
parcial
Lunar
II2)b
parcial
Solar
III1)a
eclipse
 de Tipo
observada
Figura
posição
na Lua
 
 
13 - (PUCCAMP SP/2013) 
De acordo com informações divulgadas pela imprensa no 
final de 2012, os telescópios do Observatório Europeu do Sul 
descobriram um exoplaneta no sistema estelar de Alfa 
Centauri com massa similar a da Terra. Esse exoplaneta está 
a 4,3 anos-luz da Terra, sendo que 1 ano-luz é equivalente à 
distância percorrida pela luz em um ano. Sabendo que a 
velocidade da luz é de 300.000 km/s, e que a velocidade de 
um jato comercial atinge 1000 km/h, o tempo, em horas, que 
um jato comercial com um viajante interplanetário levaria para 
vir desse exoplaneta para a Terra, em linha reta, seria de, 
aproximadamente, 
Adote nos cálculos: 1 ano = 3,1  10
7
 segundos 
 
a) 1,3  10
10
 
b) 4  10
11
 
c) 4  10
10
 
d) 1,3  10
12
 
e) 4,3  10
13
 
 
14 - (UEG GO/2013) 
Explique, utilizando conceitos de ótica geométrica, porque a 
impressão de tamanho de um objeto muda quando um 
observador enxerga este objeto em duas posições diferentes. 
 
15 - (UFRN/2012) 
Numa projeção de filme, o projetor foi colocado a 12m de 
distância da tela. Isto fez com que aparecesse a imagem de 
um homem com 3m de altura. Numa sala menor, a projeção 
resultou na imagem de um homem com apenas 2m de altura. 
Nessa nova sala, a distância do projetor em relação à tela era 
de 
 
a) 18m. 
b) 8m. 
c) 36m. 
d) 9m. 
 
16 - (UNIFOR CE/2012) 
Fisicamente a luz é uma forma de energia radiante que se 
propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A luz é o 
agente físico responsável pela sensação visual. Quando a luz 
incide em uma superfície pode ocorrer vários fenômenos: 
REFLEXÃO REGULAR, REFLEXÃO DIFUSA, REFRAÇÃO 
OU ABSORÇÃO DOS RAIOS LUMINOSOS. 
Um feixe de raios de luz paralelos entre si, incide sobre 
quatro superfícies como mostram as figuras abaixo e grande 
parte destes raios sofrem os seguintes fenômenos ópticos: 
 
(Fig. 1) Na superfície S1, os raios da luz incidente volta ao 
meio com raios que continuam paralelos. 
(Fig. 2) Na superfície S2 os raios da luz incidentes não são 
mais refletidos paralelos entre si. 
(Fig. 3) Na superfície S3 os raios da luz incidentes 
atravessam a superfície e ainda seguem paralelos. 
(Fig. 4) Na superfície S4 os raios de luz incidentes são 
absorvidos. 
 
 
 
Com base nos fenômenos ocorridos pode–se concluir que as 
superfícies são: 
 
a) A superfície S1 é rugosa, S2 separa dois meios 
transparentes S3 é metálica e muito bem polida, e S4 é um 
corpo de superfície preta. 
b) A superfície S1 é metálica e muito bem polida, S2 é 
um corpo de superfície preta, S3 separa dois meios 
transparentes, e S4 é rugosa. 
c) A superfície S1 é metálica e muito bem polida, S2 é 
rugosa, S3 separa dois meios transparentes, e S4 é um corpo 
de superfície preta. 
d) A superfície S1 separa dois meios transparentes, S2 
é rugosa, S3 é metálica e muito bem polida, e S4 é um corpo 
de superfície preta. 
e) A superfície S1 é metálica e muito bem polida, S2 
separa dois meios transparentes, S3 é rugosa, e S4 é um 
corpo de superfície preta. 
 
17 - (UNIFOR CE/2012) 
Dois pescadores estão em margens opostas de um lago. 
Sem ter um celular, eles tentam se comunicar por meio de 
vários modos diferentes. 
 
 
 
Entre os processos de comunicação citados abaixo, qual 
deles não envolve transferência física de matéria e não 
necessita de um meio material para se propagar? 
 
a) Lançar uma seta com uma mensagem. 
b) Lançar uma pedra no meio do açude. 
c) Gritar e gesticular erguendo as mãos. 
d) Acender e apagar uma lanterna. 
e) Todos os processos de comunicação acima 
implicam em transferência de matéria. 
 
18 - (FAMECA SP/2012) 
A projeção de sombras numa parede branca é uma divertida 
brincadeira baseada em alguns princípios físicos. A figura 
mostra uma sombra com o formato de um coelho, obtida com 
as mãos funcionando como obstáculos, posicionadas entre 
uma fonte de luz e a parede. 
 
 
 
A projeção apenas de sombras na situação mostrada, sem a 
presença de penumbras, só é possível 
 
a) porque a luz pode propagar-se em trajetória curva, 
contornando as mãos. 
b) se as mãos forem bem pequenas, como as de uma 
criança. 
c) se as dimensões do ambiente onde a projeção é 
feita forem bem maiores do que as das mãos. 
d) se as mãos estiverem bem distantes da parede. 
e) se a fonte de luz tiver tamanho desprezível em 
relação às dimensões das mãos. 
 
19 - (PUCCAMP SP/2016) 
“...tudo teria começado com a haste vertical ao sol, que 
projetava sua sombra num plano horizontal demarcado.” 
Com um ângulo de inclinação de 30°, em relação ao 
solo plano, os raios solares incidindo sobre uma haste 
vertical de 2,5 m de comprimento geram uma sombra de 
x m. Um pouco mais tarde, quando o ângulo de 
inclinação dos raios solares é de 45º graus, a mesma 
sombra gerada agora é de y m. A diferença ente x e y é 
de, aproximadamente, 
 
sen 30º = 0,5 cos 30º = 0,866 tg 30º = 0,577 
sen 45º = 0,707 cos 45º = 0,707 tg 45º = 1 
 
a) 1 m. 
b) 1,83 m. 
c) 2,45 m. 
d) 0,88 m. 
e) 2,27 m. 
 
20 - (UEG GO/2011) 
Dois estudantes de Física, aficionados por cinema, querem 
usar o seu novo aparelho de blu-ray com o áudio do home 
theather que eles já possuem. O aparelho de blu-ray possui 
duas conexões de saída de áudio, uma, por meio de cabos 
de cobre e, outra, por meio de cabo óptico. Para prever qual 
das conexões produzirá o melhor efeito, um dos estudantes 
baseia-se em conceitos que estudou em Eletromagnetismo e 
Óptica, compartilhando essas informações com seu colega. 
Das observações feitas pelo estudante, a única CORRETA é 
a seguinte: 
 
a) no cabo óptico, a informação é transmitida com a 
velocidade de uma onda eletromagnética, ou seja, com a 
velocidade da luz. 
b) no fio de cobre, a informação é transmitida com a 
velocidade da luz da mesma forma que no cabo óptico, pois 
os princípios físicos são semelhantes. 
c) no cabo óptico, a luz é transmitida através de 
reflexões e refrações e, portanto, sua velocidade diminui com 
o tempo porque a intensidade luminosa também diminui. 
d) nos fios de cobre, a velocidade, com a qual a 
informação é transmitida, tem o mesmo valor da velocidade 
de deriva dos elétrons no sólido, portanto, muito menor que 
no cabo óptico. 
 
GABARITO: 
 
1)EXTRA Gab: B 
1) Gab: A 
2) Gab: D 
3) Gab: A 
4) Gab: C 
5) Gab: C 
6) Gab: A 
7) Gab: A 
8) Gab: 
a) A situação forma uma câmara escura de orifício, 
onde temos: 
Diâmetro do Sol = (Distância ao Sol. diâmetro imagem do 
Sol) / comprimento do tubo. 
Logo, teremos: 
Diâmetro do Sol = (150.000.000.000 x 0.014) / 1,5 = 
1.400.000Km 
b) Porque a Lua, apesar de possuir diâmetro menor, 
está muito mais próxima da Terra do que o Sol. 
 
9) Gab: A 
10) Gab: D 
11) Gab: D 
12) Gab: D 
13) Gab: C 
14) Gab: 
Um objeto AB tem sua imagem real A’B’ projeta na retina pelo 
sistema ótico. O ângulo visual do observador muda quando 
ele muda de posição e isso faz com que a imagem A’B’ mude 
de tamanho e, embora o tamanho do objeto seja sempre o 
mesmo, o observador tem a impressão de que ele muda de 
tamanho. 
15) Gab: B 
16) Gab: C 
17) Gab: D 
18) Gab: E 
19) Gab: B 
20) Gab: A 
 
 A mente que se abre a uma nova idéia jamais 
voltará ao seu tamanho original. 
Albert Einstein 
 
 
http://pensador.uol.com.br/autor/albert_einstein/