Exercícios sobre Fenômenos Ópticos (com gabarito comentado)
Aqui está uma coletânea de 8 questões originais sobre Fenômenos Ópticos (Reflexão e Refração), desenvolvidas para o nível de 2º ano do Ensino Médio, seguidas pelas suas resoluções detalhadas.
Questão 1
Um raio de luz incide sobre uma superfície espelhada plana de tal forma que o ângulo formado entre o raio incidente e a superfície é de 30°. Qual é o valor do ângulo de reflexão?
a) 30°
b) 45°
c) 60°
d) 90°
e) 120°
A Lei da Reflexão afirma que o ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo de reflexão (r), ambos medidos em relação à reta normal (perpendicular à superfície).
Se o ângulo com a superfície é 30°, o ângulo com a normal é
90° - 30° = 60°.
Logo, o ângulo de reflexão também é 60°.
Questão 2
Um pescador, ao tentar fisgar um peixe com um arpão, deve mirar um pouco abaixo da imagem que vê do peixe. Isso ocorre porque:
a) O peixe está realmente mais fundo devido à pressão da água.
b) A luz, ao passar da água para o ar, afasta-se da normal, fazendo a imagem parecer mais superficial.
c) A reflexão na superfície da água inverte a posição real do objeto.
d) A velocidade da luz aumenta ao entrar na água, deslocando a imagem para cima.
e) O olho humano não consegue focar em objetos submersos.
Quando a luz refletida pelo peixe sai da água (mais refringente) para o ar (menos refringente), ela se afasta da normal.
Para o observador humano, o cérebro projeta os raios em linha reta, criando uma imagem virtual do peixe mais próxima da superfície do que ele realmente está. Por isso, deve-se mirar abaixo da imagem vista.
Questão 3
O fenômeno da reflexão total da luz é o princípio de funcionamento das fibras ópticas. Para que esse fenômeno ocorra, é necessário que a luz se propague:
a) De um meio menos refringente para um meio mais refringente, com qualquer ângulo.
b) De um meio mais refringente para um meio menos refringente, com ângulo de incidência menor que o ângulo limite.
c) De um meio mais refringente para um meio menos refringente, com ângulo de incidência maior que o ângulo limite.
d) Do vácuo para qualquer meio material.
e) Sempre de forma perpendicular à superfície de separação dos meios.
A reflexão total só ocorre quando:
1) A luz tenta passar de um meio mais refringente (maior n) para um menos refringente (menor n);
2) O ângulo de incidência supera o ângulo limite (L), fazendo com que a luz não consiga refratar e retorne totalmente ao meio de origem.
Questão 4
Um raio de luz monocromática passa do ar (
) para um meio líquido. O ângulo de incidência é de 30° e o ângulo de refração medido no líquido é de 45°. Qual é o índice de refração desse líquido?
(Considere: 
e 
)
a) 0,35
b) 0,71
c) 1,20
d) 1,41
e) 2,00
Aplicando a Lei de Snell-Descartes:
Questão 5
Ao mergulhar um lápis em um copo com água, temos a impressão de que o lápis está "quebrado" ou deslocado. Esse efeito visual é causado por qual fenômeno óptico?
a) Reflexão Regular
b) Reflexão Difusa
c) Difração
d) Refração
e) Polarização
A refração é a mudança na velocidade da luz ao passar de um meio para outro, o que geralmente causa uma mudança na direção dos raios.
Isso cria a ilusão de que o objeto está em uma posição diferente da real.
Questão 6
Um feixe de luz incide na interface entre o vidro (n = 1,5) e a água (n = 1,3). Comparando a velocidade da luz nos dois meios, podemos afirmar que:
a) A velocidade é maior no vidro, pois o índice de refração é maior.
b) A velocidade é maior na água, pois o índice de refração é menor.
c) A velocidade é a mesma em ambos, pois a luz é monocromática.
d) A velocidade da luz não depende do índice de refração do meio.
e) A velocidade no vidro é igual à velocidade no vácuo.
O índice de refração é definido como n = c/v. Portanto, velocidade e índice de refração são inversamente proporcionais.
Como a água tem o menor índice (1,3 ＜ 1,5), a luz viaja mais rápido nela do que no vidro.
Questão 7
Instrumentos como a lupa e o microscópio utilizam lentes para ampliar imagens. Uma lupa comum é constituída por uma:
a) Lente convergente, posicionada entre o objeto e seu foco.
b) Lente divergente, posicionada a qualquer distância.
c) Lente convergente, posicionada além do centro de curvatura.
d) Espelho convexo de pequena curvatura.
e) Lente plana de vidro comum sem curvatura.
Uma lupa utiliza uma lente convergente.
Para gerar uma imagem virtual, direita e aumentada (efeito de ampliação), o objeto deve ser colocado entre o foco principal e o centro óptico da lente.
Questão 8
Sobre a formação de imagens em espelhos esféricos convexos, como os utilizados em retrovisores de motocicletas e saídas de garagens, é correto afirmar que a imagem é sempre:
a) Real, invertida e maior que o objeto.
b) Virtual, direita e maior que o objeto.
c) Real, direita e menor que o objeto.
d) Virtual, direita e menor que o objeto.
e) Virtual, invertida e do mesmo tamanho do objeto.
Espelhos convexos divergem os raios de luz.
Independentemente da posição do objeto, a imagem formada por eles é sempre virtual (atrás do espelho), direita (não invertida) e menor que o objeto original, o que permite um maior campo de visão.
Veja também:
Fenômenos ópticos: o que e quais são
Exercícios sobre óptica geométrica
Lentes Esféricas: fórmulas, exercícios e características
Luz: o que é, suas fontes, propriedades e meios de propagação
ASTH, Rafael. Exercícios sobre Fenômenos Ópticos (com gabarito comentado). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-fenomenos-opticos-com-gabarito-comentado/. Acesso em:
