Óptica e visão · IME

Óptica e visão: questões do IME

39 questões de Óptica e visão (Física) no IME (2007–2026). Treine de graça com correção e comentário.

Criar conta grátis10 questões por dia, sem cartão de crédito.

Questões de Óptica e visão no IME

39 no total

Uma amostra das questões. Crie uma conta para resolver todas com correção e comentário.

IME20261a faseQuestao 28FísicaÓptica e visãoDificil

Uma placa de vidro é revestida com uma camada de plástico transparente de índice de refração

n

para que o reflexo no vidro de uma onda incidente quase ortogonal de comprimento de onda

λ

no ar seja eliminado por interferência. Dados: • índice de refração da camada de plástico:

n = 1, 2

; • máxima espessura permitida para a camada de plástico:

D = 1 μ m

; • comprimento de onda no ar da onda incidente:

λ = 500

nm. Se a espessura

d

da camada de plástico não pode ser maior que

D

, o número de valores possíveis para

d

que eliminam o reflexo é:

Imagens anexadas

IME20261a faseQuestao 30FísicaÓptica e visãoDificil

Um objeto é colocado entre uma lente convergente e um espelho côncavo, conforme mostra a geometria da figura. A imagem do objeto no espelho e o próprio objeto geram duas imagens

A

B

na lente. Dados: • distância focal da lente: 3 m; • distância focal do espelho: 6 m; • distância entre a lente e o espelho: 9 m. A distância em metros entre

A

B

, quando

d = 6

m, é:

Imagens anexadas

A)1,50
B)3,75
C)3,50
D)0
E)2,25

IME20241a faseQuestao 26FísicaÓptica e visãoDificil

Um objeto encontra-se sobre o eixo central de uma lente convergente delgada, em algum ponto à esquerda da lente. A imagem desse objeto produzida pela lente está indicada na figura como imagem "a". Um espelho plano reflete a imagem "a", produzindo uma imagem "b". Por sua vez, a imagem "b", ao passar de volta pela lente, produz a imagem "c". Da figura: o objeto está a

6

m à esquerda da lente, o espelho está a

18

m à direita da lente, e a imagem "b" forma-se a

6

m à direita do espelho. Dado: distância focal da lente (em ambos os lados da lente)

= 4

m. A distância

d

, indicada na figura, entre o objeto e a imagem "c" final, em centímetros, é:

Imagens anexadas

A) $80$
B) $120$
C) $180$
D) $480$
E) $600$

IME20241a faseQuestao 27FísicaÓptica e visãoMuito dificil

Um navio de guerra encontra-se parado com um marinheiro de vigia em um posto de observação

9

m acima do nível do mar. Em um determinado instante, esse marinheiro avista um submarino aproximando-se na direção do eixo

x

, à velocidade constante e a

4

m de profundidade, conforme ilustra a figura (o ponto de incidência na superfície fica

12

m do alinhamento vertical do navio, sob o qual o submarino é destruído). No instante em que o submarino é avistado, uma carga de profundidade é liberada do navio e, depois de um certo tempo, o submarino é destruído ao ser atingido pela carga de profundidade. Dados: velocidade inicial da carga

= 0

m/s; aceleração da gravidade

= 10

m/s²; volume da carga

= 0, 001

m³; massa específica da água

= 1000

kg/m³; massa da carga

= 1, 8

kg; índice de refração do ar

= 1

; índice de refração da água

= \frac{4}{3}

. Observação: considere constante o empuxo sobre a carga de profundidade. Diante do exposto, a velocidade do submarino, em m/s, era de:

Imagens anexadas

A) $55$
B) $53$
C) $65$
D) $63$
E) $43$

IME20241a faseQuestao 28FísicaÓptica e visãoDificil

Na figura, uma partícula

S

e os pontos extremos

A

B

de um espelho plano movem-se no plano

x y

de acordo com as seguintes equações paramétricas para as coordenadas (em metros) em função do instante

t > 0

(em segundos):

{x_{A} (t) = 5 + t y_{A} (t) = - 5 - 2 t {x_{B} (t) = 10 + t y_{B} (t) = - 5 - 2 t {x_{S} (t) = sen (t) y_{S} (t) = cos (t)

Observação: o plano do espelho é ortogonal ao plano

x y

. A maior velocidade escalar atingida pela imagem da partícula no espelho, em m/s, é:

Imagens anexadas

A) $3$
B) $17$
C) $2 (1 + 5)$
D) $5$
E) $25$

IME20231a faseQuestao 30FísicaÓptica e visãoDificilAnulada

A figura mostra uma luneta, com foco ajustável, que possui em sua extremidade uma lente plano-convexa de raio de curvatura

R

. O índice de refração da lente varia com o comprimento de onda

λ

da luz incidente de acordo com a expressão

n (λ) = A + \frac{B}{λ ^{2}}

. A distância do plano da lente até o fundo da luneta é

L + Δ L

, com

L

de valor fixo e

Δ L

que pode ser ajustado, de forma a coincidir o ponto focal da lente sempre com o fundo, ou seja, onde se encontra o observador. A luneta deve possibilitar que se foquem as luzes de comprimento de onda no intervalo

0, 4 μ m \leq λ \leq 0, 7 μ m

. Dados: raio de curvatura da superfície convexa da lente

R = 7 cm

; constante

A = 1, 5

; constante

B = 0, 00784 μ m^{2}

; índice de refração à esquerda e à direita da lente igual a

1

. Observação: a lente é plana à esquerda e convexa à direita. Sabendo que

Δ L

pode ser nulo, o seu maior valor possível é, em cm, aproximadamente:

Imagens anexadas

A) $0, 35$
B) $0, 70$
C) $1, 40$
D) $3, 50$
E) $7, 00$

IME20221a faseQuestao 19FísicaÓptica e visãoDificil

Um prisma possui um ângulo agudo

α

e índice de refração variável de acordo com a expressão

n (λ) = A + \frac{B}{λ ^{2}}

, em que

A

B

são constantes e

λ

é o comprimento de onda. Uma luz branca vinda do ar (

n_{0} = 1

) incide sobre a face vertical do prisma e sofre dispersão cromática no seu interior, voltando para o ar ao sair do prisma. Tal luz possui componentes espectrais no intervalo

λ_{1} \leq λ \leq λ_{2}

. Consideração: os ângulos

θ_{0}

α

são tão pequenos que a aproximação

sen (x) ≅ x

é válida. A maior abertura angular

Δ θ

entre as componentes espectrais é aproximadamente:

Imagens anexadas

A) $\frac{α A ( λ _{2}^{2} - λ _{1}^{2} )}{λ _{1} λ _{2}}$
B) $\frac{θ _{0} A ( λ _{2}^{2} - λ _{1}^{2} )}{λ _{1} λ _{2}}$
C) $\frac{α B ( λ _{2}^{2} + λ _{1}^{2} )}{( λ _{1} λ _{2} ) ^{2}}$
D) $\frac{θ _{0} B ( λ _{2}^{2} - λ _{1}^{2} )}{( λ _{1} λ _{2} ) ^{2}}$
E) $\frac{α B ( λ _{2}^{2} - λ _{1}^{2} )}{( λ _{1} λ _{2} ) ^{2}}$

IME20211a faseQuestao 24FísicaÓptica e visãoDificil

Na figura, ilustra-se um anteparo e um capacitor de placas paralelas cujo dielétrico é o ar. A luz de um laser incide no capacitor, paralelamente às placas, de modo que o espaçamento entre as placas funciona como uma fenda simples. A figura de difração resultante é observada em um anteparo distante. Dados:

∙

permissividade elétrica do ar:

ε_{0}

;

∙

área das placas:

A

; e

∙

comprimento de onda da luz do laser:

λ

. Se o primeiro mínimo da figura de difração é verificado para um ângulo

θ

, a capacitância do capacitor é:

Imagens anexadas

A) $\frac{ε _{0} A sen θ}{2 λ}$
B) $\frac{ε _{0} A sen θ}{λ}$
C) $\frac{ε _{0} A cos θ}{2 λ}$
D) $\frac{ε _{0} A cos θ}{λ}$
E) $\frac{ε _{0} A sen 2 θ}{2 λ}$

IME20201a faseQuestao 18FísicaÓptica e visãoMedia

Um indivíduo instalou uma fonte de luz monocromática linearmente polarizada na roda do seu carro, irradiando em direção ortogonal à roda e paralela ao solo. O veículo está em movimento retilíneo em velocidade constante. Um detector linearmente polarizado desloca-se, acompanhando o eixo da roda, na mesma velocidade e sentido do carro. O gráfico da intensidade luminosa

(I_{L})

captada pelo detector, em função do ângulo

(θ)

, em graus, entre os planos de polarização da luz e do detector, é o representado na figura (alternativas (A) a (E)):

Imagens anexadas

A)Gráfico (A)
B)Gráfico (B)
C)Gráfico (C)
D)Gráfico (D)
E)Gráfico (E)

IME20201a faseQuestao 19FísicaÓptica e visãoDificil

Em um experimento, uma fonte laser emite um pulso luminoso instantâneo, que é refletido por um espelho plano (MR), girando em velocidade angular constante

ω

. Um outro espelho fixo, côncavo e circular (MF), encontra-se acima da fonte laser, ambos localizados a uma distância

L = 3 km

de MR. O centro de curvatura (C) de MF localiza-se no ponto onde a luz do laser encontra MR e coincide com seu centro de rotação. Dado: velocidade da luz

c = 3 \times 1 0^{8} m/s

. Observações: a posição de MR e MF são tais que o feixe consegue chegar a MF, pelo menos, duas vezes; e despreze o comprimento da fonte laser. Para que o pulso luminoso seja refletido em MF pela

2^{a}

vez, a um comprimento de arco

Δ s = 30 cm

1^{o}

ponto de reflexão, o valor de

ω

, em rad/s, é:

A) $1, 25$
B) $2, 50$
C) $3, 33$
D) $5, 00$
E) $10, 00$

IME20201a faseQuestao 23FísicaÓptica e visãoMuito dificil

Uma fonte luminosa

A

emite uma luz com comprimento de onda

λ = 500 nm

, no vácuo, na direção de um anteparo localizado em

C

. Em frente ao espelho localizado em

B

, encontra-se a película

P_{1}

com índice de refração

n_{1} = 1, 25

e espessura

2 μ m

e, em frente ao espelho localizado em

D

, encontra-se a película

P_{2}

com índice de refração

n_{2}

e espessura

2, 5 μ m

. Observações: • os espelhos equidistam do centro do anteparo

C

; • após ser emitido do ponto

A

, o feixe de luz reflete em direção a

B

e refrata em direção a

D

; • após refletir em

B

, o feixe refrata diretamente em direção a

E

; e • após refletir em

D

, o feixe volta a refletir totalmente em

C

em direção a

E

. O menor índice de refração

n_{2}

para que ocorra interferência totalmente destrutiva para um observador localizado em

E

, é

A) $1, 00$
B) $1, 05$
C) $1, 15$
D) $1, 20$
E) $1, 25$

IME20201a faseQuestao 27FísicaÓptica e visãoMuito dificil

Um feixe de luz hipotético propaga-se ao longo do plano

x y

em um meio não homogêneo, cujo índice de refração é função da coordenada

y

(n = n (y))

. Considerando que o feixe tangencia o eixo

x

no ponto

(0, 0)

, onde

n (0) = n_{0}

, e sabendo que a velocidade da luz no vácuo é

c

, o valor máximo absoluto possível da componente

y

da velocidade do feixe passível de ser atingida é:

A) $\frac{c}{2 n _{0}^{2}}$
B) $\frac{c}{2 n _{0}}$
C) $\frac{c}{4 n _{0}^{2}}$
D) $\frac{c}{n _{0}}$
E) $\frac{c}{4 n _{0}}$

Resolver as 39 questões de graça

Veja todas as questões de Física do IME.

Óptica e visão: questões do IME

Questões de Óptica e visão no IME

Treine direto nas questões reais