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Enem: lista de exercícios sobre óptica

Exercícios de Física

Com esta lista de exercícios, você pode testar seus conhecimentos sobre óptica, principalmente sobre os fenômenos ligados à luz, espelhos e óptica da visão. Publicado por: Sostag
questão 1

(Enem 2019) Os olhos humanos normalmente têm três tipos de cones responsáveis pela percepção das cores: um tipo para tons vermelhos, um para tons azuis e outro para tons verdes. As diversas cores que enxergamos são o resultado da percepção das cores básicas, como indica a figura.

Representação gráfica da percepção das cores pelo olho humano

A protanopia é um tipo de daltonismo em que há diminuição ou ausência de receptores da cor vermelha. Considere um teste com dois voluntários: uma pessoa com visão normal e outra com caso severo de protanopia. Nesse teste, eles devem escrever a cor dos cartões que lhes são mostrados. São utilizadas as cores indicadas na figura.

Para qual cartão os dois voluntários identificarão a mesma cor?

a)    Vermelho.

b)    Magenta.

c)    Amarelo.

d)    Branco.

e)    Azul.

questão 2

(Enem 2019) Quando se considera a extrema velocidade com que a luz se espalha por todos os lados e que, quando vêm de diferentes lugares, mesmo totalmente opostos, [os raios luminosos] se atravessam uns aos outros sem se atrapalharem, compreende-se que, quando vemos um objeto luminoso, isso não poderia ocorrer pelo transporte de uma matéria que venha do objeto até nós, como uma flecha ou bala atravessa o ar; pois certamente isso repugna bastante a essas duas propriedades da luz, principalmente a última.

HUYGENS, C. In: MARTINS, R. A. Tratado sobre a luz, de Cristian Huygens.
Caderno de História e Filosofia da Ciência, supl. 4, 1986.

O texto contesta que concepção acerca do comportamento da luz?

a)    O entendimento de que a luz precisa de um meio de propagação, difundido pelos defensores da existência do éter.

b)    O modelo ondulatório para a luz, o qual considera a possibilidade de interferência entre feixes luminosos.

c)    O modelo corpuscular defendido por Newton, que descreve a luz como um feixe de partículas.

d)    A crença na velocidade infinita da luz, defendida pela maioria dos filósofos gregos.

e)    A ideia defendida pelos gregos de que a luz era produzida pelos olhos.

questão 3

(Enem 2016) Algumas crianças, ao brincarem de esconde-esconde, tapam os olhos com as mãos, acreditando que, ao adotarem tal procedimento, não poderão ser vistas. Essa percepção da criança contraria o conhecimento científico porque, para serem vistos, os objetos

a)    refletem partículas de luz (fótons), que atingem os olhos.

b)    geram partículas de luz (fótons), convertidas pela fonte externa.

c)    são atingidos por partículas de luz (fótons), emitidas pelos olhos.

d)    refletem partículas de luz (fótons), que se chocam com os fótons emitidos pelos olhos.

e)    são atingidos pelas partículas de luz (fótons), emitidas pela fonte externa e pelos olhos.

questão 4

(Enem 2019) Um estudante leu em um site da internet que os povos antigos determinavam a duração das estações do ano observando a variação do tamanho da sombra de uma haste vertical projetada no solo. Isso ocorria porque, se registrarmos o tamanho da menor sombra ao longo de um dia (ao meio-dia solar), esse valor varia ao longo do ano, o que permitiu aos antigos usar esse instrumento rudimentar como um calendário solar primitivo. O estudante também leu que, ao longo de um ano (sempre ao meio-dia solar): (I) a sombra é máxima no solstício de inverno; e (II) a sombra é mínima no solstício de verão.

O estudante, que morava em Macapá (na Linha do Equador), ficou intrigado com essas afirmações e resolveu verificar se elas eram verdadeiras em diferentes regiões do mundo. Contatou seus amigos virtuais em Salvador (região tropical) e Porto Alegre (região temperada) e pediu que eles registrassem o tamanho da menor sombra de uma haste vertical padronizada, ao longo do dia, durante um ano. Os resultados encontrados estão mostrados esquematicamente no gráfico (SV: Solstício de Verão; SI: Solstício de Inverno; E: Equinócio):

Gráfico demonstra o tamanho da menor sombra de uma haste durante um ano.

Qual(is) cidade(s) indicada(s) no texto e no gráfico contradiz(em) a afirmação II?

a)    Salvador.

b)    Porto Alegre.

c)    Macapá e Salvador.

d)    Macapá e Porto Alegre.

e)    Porto Alegre e Salvador.

questão 5

(Enem 2014) Folhas de papel, como as utilizadas para a impressão de documentos, são opacas e permeáveis aos líquidos. Esse material é constituído de microfibras entrelaçadas de celulose, que são transparentes à luz. Quando sobre elas se derrama glicerina, elas se tornam translúcidas. Uma imagem da superfície de uma folha de papel, ampliada por um microscópio eletrônico de varredura, pode ser vista na figura. No quadro é apresentada a razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e no respectivo material (celulose, glicerina ou ar).

Superfície de uma folha de papel ampliada por um microscópio eletrônico de varredura

Quadro apresenta razão (n) entre a velocidade da luz no vácuo e a celulose, glicerina ou ar.

Nessa situação, o papel se tornou translúcido porque a luz é

a)    mais refletida.

b)    mais absorvida.

c)    mais espalhada.

d)    menos refratada.

e)    menos transmitida.

questão 6

(Enem 2019) A figura mostra, de forma esquemática, uma representação comum em diversos livros e textos sobre eclipses. Apenas analisando essa figura, um estudante pode concluir que os eclipses podem ocorrer duas vezes a cada volta completa da lua em torno da Terra. Apesar de a figura levar a essa percepção, algumas informações adicionais são necessárias para se concluir que nem o eclipse solar, nem o lunar ocorrem com tal periodicidade.

Ilustração esquemática da ocorrência de eclipses

A periodicidade dos eclipses ser diferente da possível percepção do estudante ocorre em razão de

a)    eclipses noturnos serem imperceptíveis da Terra.

b)    planos das órbitas da Terra e da lua serem diferentes.

c)    distância entre a Terra e a lua variar ao longo da órbita.

d)    eclipses serem visíveis apenas em parte da superfície da Terra.

e)    o Sol ser uma fonte de luz extensa comparado ao tamanho da lua.

questão 7

(Fatec 2020) Em 2019 comemora-se, em todo o mundo, o centenário das observações astronômicas realizadas na cidade de Sobral (CE), durante o eclipse solar de 29 de maio de 1919. As medidas da deflexão da luz decorrentes das estrelas na borda do Sol constituíram uma prova fundamental para a confirmação da Teoria da Relatividade Geral do físico Albert Einstein.

<http://tinyurl.com/y2rn2ptp>. Acesso em: 10.10.2019. Adaptado.

Sobre o eclipse referido, é correto afirmar que

a)    as regiões de eclipse solar total comprovam a Terra ser plana e as de eclipse solar parcial a lua ser esférica.

b)    as regiões de eclipse solar total equivalem às penumbras e as de eclipse solar parcial, às sombras.

c)    a Terra se coloca entre o Sol e a lua, projetando, assim, a sombra da Terra na lua.

d)    o Sol se coloca entre a Terra e a lua, projetando, assim, a sombra do Sol na Terra.

e)    a lua se coloca entre o Sol e a Terra, projetando, assim, a sombra da lua na Terra.

questão 8

(PUC-SP 2018) A ocorrência do eclipse da figura só foi possível porque a lua, além de estar alinhada com o Sol e a Terra, estava na fase

Eclipse solar

Chester, Illinois, Estados Unidos. O ECLIPSE SOLAR TOTAL É VISTO DA PONTE DO RIO MARY
http://www.msn.com/pt-br/clima/noticias-do-clima/imagens
Consultado em: 31/08/2017

a)    quarto crescente.

b)    quarto minguante.

c)    nova.

d)    cheia.

questão 9

(Enem 2014) 

“Autorretrato em Esfera Espelhada”, do artista M. C. Escher

Disponível em: www.myspace.com. Acesso em: 20 out 2011

A ilustração representa uma das mais conhecidas obras do artista gráfico holandês M. C. Escher. Seu trabalho tem como características as figuras geométricas e ilusões de óptica.

Pelas características da imagem formada na gravura, o artista representou um espelho esférico do tipo

a)    convexo, pois as imagens de todos os objetos, formadas na esfera, inclusive a do artista, são virtuais.

b)    côncavo, pois as imagens são direitas, indicando que todos os objetos visualizados estão entre o foco e o espelho.

c)    côncavo, devido ao pequeno campo de visão, não é possível observar todos os detalhes do local onde se encontra o artista.

d)   convexo, pois as imagens são formadas pelo cruzamento dos raios de luz refletidos pela esfera, por isso as imagens são direitas e não invertidas.

e)    côncavo, devido às imagens formadas por este espelho serem todas reais, ou seja, formadas pelo cruzamento dos raios de luz refletidos pela esfera.

questão 10

(Enem 2011) A figura mostra uma superfície refletora de formato parabólico que tem sido utilizada como um fogão solar. Esse dispositivo é montado de tal forma que a superfície fique posicionada sempre voltada para o Sol. Neste, a panela deve ser colocada em um ponto determinado para maior eficiência do fogão.

Superfície refletora de formato parabólico utilizada como um fogão solar

Disponível em: http://www.deltateta.com. Acesso em: 30 abr. 2010.

Considerando que a panela esteja posicionada no ponto citado, a maior eficiência ocorre porque os raios solares

a)    refletidos passam por esse ponto, definido como ponto de reflexão.

b)    incidentes passam por esse ponto, definido como vértice da parábola.

c)    refletidos se concentram nesse ponto, definido como foco da parábola.

d)    incidentes se concentram nesse ponto, definido como ponto de incidência.

e)    incidentes e refletidos se interceptam nesse ponto, definido como centro de curvatura.

questão 11

(UCB 2019) Apesar de o efeito Cherenkov gerar principalmente radiação ultravioleta, esse fenômeno é conhecido pela bela luz azul vista saindo de núcleos de reatores nucleares ou pela luz azulada relatada no acidente com 137Cs em Goiânia. Essa emissão luminosa ocorre em razão de partículas carregadas, como elétrons, movendo-se com uma velocidade superior à da luz no meio, e seu princípio é utilizado para diversas aplicações práticas, incluindo o auxílio da determinação da qualidade de tratamentos de câncer com radioterapia.

Se um feixe de elétrons na água (n = 1,3) está emitindo luz Cherenkov, é então correto afirmar que os elétrons estão com uma velocidade

(Dados: velocidade da luz no vácuo c=3x108m/s.)

a)    entre 2,2·108 m/s e 3,0·108 m/s.

b)    acima de 3,0·108 m/s.

c)    entre 1,3·108 m/s e 2,2·108 m/s.

d)    entre 3,0·108 m/s e 3,9·108 m/s.

e)    abaixo de 2,2·108 m/s.

questão 12

(Encceja 2019) No deserto do Saara, ocorrem fenômenos em que paisagens são modificadas pela ação direta da luz solar. Esse fenômeno é conhecido como miragem. Embora algumas pessoas acreditem ser alucinações, nada mais são do que um fenômeno físico real. O aquecimento sofrido pela areia faz com que o ar próximo se aqueça, diminuindo sua densidade, fazendo com que a luz se desvie, dando-nos a impressão de uma nova paisagem.

Esse fenômeno físico é descrito como

a)    interferência.

b)    refração.

c)    reflexão.

d)    difração.

questão 13

(Enem 2017) No hemisfério Sul, o solstício de verão (momento em que os raios solares incidem verticalmente sobre quem se encontra sobre o Trópico de Capricórnio) ocorre no dia 21 ou 23 de dezembro. Nessa data, o dia tem o maior período de presença de luz solar. A figura mostra a trajetória da luz solar nas proximidades do planeta Terra quando ocorre o fenômeno óptico que possibilita que o Sol seja visto por mais tempo pelo observador.

Representação de fenômeno óptico que possibilita que o Sol seja visto por observador.

Qual é o fenômeno óptico mostrado na figura?

a)    A refração da luz solar ao atravessar camadas de ar com diferentes densidades.

b)    A polarização da luz solar ao incidir sobre a superfície dos oceanos.

c)    A reflexão da luz solar nas camadas mais altas da ionosfera.

d)    A difração da luz solar ao contornar a superfície da Terra.

e)    O espalhamento da luz solar ao atravessar a atmosfera.

questão 14

(Enem 2015) A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos. Isso permite ver detalhes da superfície da pele que não são visíveis com o reflexo da luz branca comum. Para se obter luz polarizada, pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luz refletida por uma superfície na condição de Brewster, como mostra a figura. Nessa situação, o feixe da luz refratada forma um ângulo de 90° com o feixe da luz refletida, fenômeno conhecido como Lei de Brewster. Nesse caso, o ângulo de incidência , também chamado de ângulo de polarização, e o ângulo de refração  estão em conformidade com a Lei de Snell.

 Esquema ilustra refração de raio de luz

Considere um feixe de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1, que incide sobre uma lâmina e faz um ângulo de refração  de 30°.

Nessa situação, qual deve ser o índice de refração da lâmina para que o feixe de luz seja polarizado?

a)

b) 

c) 2

d)

e)

questão 15

(Enem 2014) Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível.

Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado?

a)    Mudou de sentido.

b)    Sofreu reflexão total.

c)    Atingiu o valor do ângulo limite.

d)    Direcionou-se para a superfície de separação.

e)    Aproximou-se da normal à superfície de separação.

questão 16

(Enem 2019) A maioria das pessoas fica com a visão embaçada ao abrir os olhos debaixo dʼágua. Mas há uma exceção: o povo moken, que habita a costa da Tailândia. Essa característica se deve principalmente à adaptabilidade do olho e à plasticidade do cérebro, o que significa que você também, com algum treinamento, poderia enxergar relativamente bem debaixo dʼágua. Estudos mostraram que as pupilas de olhos de indivíduos moken sofrem redução significativa debaixo dʼágua, o que faz com que os raios luminosos incidam quase paralelamente ao eixo óptico da pupila.

GISLÉN, A. et al. Visual Training Improves Underwater Vision in Children.
Vision Research, n. 46, 2006 (adaptado).

A acuidade visual associada à redução das pupilas é fisicamente explicada pela diminuição

a)    da intensidade luminosa incidente na retina.

b)    da difração dos feixes luminosos que atravessam a pupila.

c)    da intensidade dos feixes luminosos em uma direção por polarização.

d)    do desvio dos feixes luminosos refratados no interior do olho.

e)    das reflexões dos feixes luminosos no interior do olho.

questão 17

(Enem 2017) A retina é um tecido sensível à luz, localizado na parte posterior do olho, onde ocorre o processo de formação de imagem. Nesse tecido, encontram-se vários tipos celulares específicos. Um desses tipos celulares são os cones, os quais convertem os diferentes comprimentos de onda da luz visível em sinais elétricos, que são transmitidos pelo nervo óptico até o cérebro.

Disponível em: www.portaldaretina.com.br.
Acesso em: 13 jun. 2012 (adaptado).

Em relação à visão, a degeneração desse tipo celular irá

a)    comprometer a capacidade de visão em cores.

b)    impedir a projeção dos raios luminosos na retina.

c)    provocar a formação de imagens invertidas na retina.

d)    causar dificuldade de visualização de objetos próximos.

e)    acarretar a perda da capacidade de alterar o diâmetro da pupila.

questão 18

(Enem 2015) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn 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 óptica, 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 um tecido utilizado como anteparo.

 Imagem invertida de edificações retirada da obra “Livro da Óptica”.

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.

questão 19

(Enem 2015) O avanço tecnológico da medicina propicia o desenvolvimento de tratamento para diversas doenças, como as relacionadas à visão. As correções que utilizam laser para o tratamento da miopia são consideradas seguras até 12 dioptrias, dependendo da espessura e curvatura da córnea. Para valores de dioptria superiores a esse, o implante de lentes intraoculares é mais indicado. Essas lentes, conhecidas como lentes fácicas (LF), são implantadas junto à córnea, antecedendo o cristalino (C), sem que esse precise ser removido, formando a imagem correta sobre a retina (R).

O comportamento de um feixe de luz incidindo no olho que possui um implante de lentes fácicas para correção do problema de visão apresentado é esquematizado por

Alternativas de questão do Enem com comportamentos possíveis de feixe de luz

questão 20

(Enem 2011) Indivíduos míopes têm dificuldade de enxergar objetos distantes. Para correção desse problema com lentes, o oftalmologista deve medir a distância máxima que o indivíduo pode enxergar nitidamente, que corresponde à distância focal da lente. A vergência (V) de uma lente é numericamente igual ao inverso da distância focal (f), dada em metros (V = 1/f). A vergência é medida em dioptria (di), comumente denominada de graus de uma lente.

Se a distância máxima a que o indivíduo míope enxerga nitidamente for 50 cm, para corrigir o problema, o oftalmologista receitará lentes de vergência

a)    – 2,00 di.

b)    – 0,02 di.

c)    0,02 di.

d)    0,20 di.

e)    2,00 di.

respostas
Questão 1

Letra E

Devemos mostrar um cartão que não contenha o vermelho em sua composição. Qualquer cartão que só reflita o verde ou o azul, ou que reflita o verde e o azul (ciano) serão identificados pelos dois voluntários com a mesma cor.

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Questão 2

Letra C

Newton conjecturava sobre a luz como uma formação de partículas, ao contrário do Princípio de Huygens, que considera a luz como uma onda.

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Questão 3

Letra A

Nosso corpo, sendo uma fonte de luz primária, reflete a luz emitida por outras fontes luminosas, e só seremos vistos por alguém se as luzes refletidas pelos nossos corpos atingirem os olhos de um observador.

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Questão 4

Letra C

Verificando o gráfico, percebemos que em Salvador a menor sombra foi formada no meio da primavera e no meio do verão. Já em Macapá, a menor sombra foi formada no início da primavera e no início do outono. Ambas as situações estão em desacordo com a afirmação II.

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Questão 5

Letra D

Nos meios translúcidos, raios de luz que incidem em sua superfície paralelos entre si perdem esse paralelismo ao entrar no material. Além disso, quanto mais esses raios se espalham, mais translúcido é o meio material.

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Questão 6

Letra B

A Terra faz sua órbita ao redor do Sol em um plano geométrico diferente daquele em que a lua faz sua órbita ao redor da Terra.

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Questão 7

Letra E

Em um eclipse solar, a lua fica entre o Sol e a Terra alinhados.

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Questão 8

Letra C

O eclipse solar só ocorre na lua nova.

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Questão 9

Letra A

No espelho convexo, a imagem sempre será virtual, menor que o objeto e direita.

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Questão 10

Letra C

Todos os raios de luz que incidem em um espelho côncavo paralelamente ao seu eixo principal, após a reflexão, passam pelo foco principal desse espelho.

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Questão 11

Letra A

Cálculo de velocidade de elétrons

O feixe de elétrons deve ter uma velocidade maior que 2·108 m/s, porém a teoria da Relatividade de Einstein diz que a velocidade de uma partícula deve ser menor que 3·108 m/s.

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Questão 12

Letra B

A refração da luz pode nos dar a falsa impressão de que os raios de luz estão sendo refletidos por uma poça de água.

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Questão 13

Letra A

Ao passar de um meio menos refringente para um meio mais refringente, a luz desvia sua trajetória, se aproximando da reta normal à superfície de separação desses meios.

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Questão 14
Questão 15

Letra E

Ao passar de um meio menos refringente para um meio mais refringente, a luz desvia sua trajetória, se aproximando da reta normal à superfície de separação desses meios.

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Questão 16

Letra D

Os raios de luz que incidem junto à reta normal à superfície de separação dos meios não desviam sua trajetória ao sofrerem refração.

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Questão 17

Letra A

As células chamadas cone nos conferem sensibilidade às cores.

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Questão 18

Letra B

O tecido da figura está fazendo o papel de uma tela com a imagem projetada, e dentro dos nossos olhos a imagem é projetada na retina.

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Questão 19

Letra B

A lente LF deve abrir o feixe de luz (lente divergente), para corrigir a miopia. Já a lente C (cristalino) deve fechar o feixe de luz (lente convergente), para formar a imagem na retina R.

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Questão 20

Letra A

Fórmula para cálculo de vergência de lente

Devemos dividir a distância focal por 100 para convertê-la em metros e colocar um sinal negativo, pois, no referencial de Gauss, lentes divergentes possuem uma distância focal negativa.

Cálculo de vergência de lente

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