INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA BAHIA.
COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
DEPARTAMENTO DE ENSINO
DISCIPLINA: FÍSICA II
Lista de Exercícios (Natureza da luz, espelho e lentes)
1. Um feixe de luz não polarizado incide sobre duas placas polarizadas superpostas. Qual deverá ser o ângulo
entre as direções de polarização das placas a fim de que a intensidade do feixe transmitido seja um terço da
intensidade do feixe incidente?
2. Três placas polarizadas estão superpostas. A primeira e a terceira estão cruzadas; a direção de polarização da
placa do meio faz 450 com a direção de polarização das outras duas. Que fração da intensidade de um feixe
inicialmente não polarizado é transmitida por este sistema de placas?
3. Duas placas polarizadas, uma diretamente acima da outra, transmitem p% da luz não polarizada que incide
perpendicularmente sobre a placa superior. Qual é o ângulo entre as direções de polarização das duas placas?
4. Um feixe de luz incide sobre a superfície de uma lâmina de vidro, que está imersa no vácuo, onde o feixe faz
um ângulo de 32,00 com a normal á superfície, enquanto no vidro o ângulo é de 20,0 o com a normal. Qual é o
índice de refração do vidro?
5. Quando o tanque retangular metálico da figura ao lado está cheio
até a borda com um líquido desconhecido, um observador com os
olhos no mesmo nível da borda do tanque pode ver apenas o canto
E; a figura mostra o raio que vem de E e atinge o observador.
Ache o índice de refração do líquido
6. Uma moeda está no fundo de uma piscina de profundidade d e
índice de refração n, como mostra a figura ao lado. Mostre que os
raios de luz, próximos à normal, parecem vir de um ponto que
está a uma distância da = d/n, abaixo da superfície. Essa distância
é a profundidade aparente da piscina.
7. O índice de refração na atmosfera decresce monotonamente
com a altura a partir de sua superfície, onde cerca de
1,00029, até o topo da atmosfera, onde tem um valor
próximo de 1,00000. Essa variação contínua (ou gradual)
pode ser obtida com boa aproximação considerando-se a
atmosfera composta de três (ou mais) camadas planas e
paralelas, cada qual com um índice de refração constante.
Assim, na figura ao lado, n3  n2  n1  1,00000 .
Considere um raio de luz proveniente de uma estrela S que
atinge o alto da atmosfera num ângulo  com a vertical. (a)
Mostre que a direção aparente 3, da estrela coma a vertical,
vista por um observador na superfície da terra, é dada por
sen3  (1/ n3 )sen . (b) Calcule o desvio angular    3
de uma estrela observada a 20o a partir da vertical.
8. Na figura ao lado, um raio de luz entra num bloco de vidro, no
ponto A, e a seguir sobre reflexão interna total, no ponto B. Qual o
valor mínimo para o índice de refração do vidro que pode ser
concluído disso?
9. A figura ao lado mostra um raio de luz,
perpendicular à face ab de um prisma de vidro
(n = 1,52). Ache o maior valor do ângulo , de
modo que o raio seja totalmente refletido na
face ac do prisma quando imerso (a) no ar e (b)
na água.
10. Um cubo sólido de vidro, de 10 mm de aresta, e índice de refração 1,5, tem uma pequena mancha em seu
centro. (a) Que parte de cada face do cubo deve ser coberta para evitar que a mancha seja vista,
independentemente da direção que se olhe? (despreze os comportamentos posteriores dos raios refletidos
internamente) (b) Que fração da superfície do cubo deve ser coberta?
11. (a) Para que ângulo de incidência a luz refletida pela água ( n = 1,33) ficará completamente polarizada? (b)
Esse ângulo depende do comprimento de onda da luz?
12. Caso você se mova em direção a um espelho plano com velocidade v, com que velocidade sua imagem se
moverá em sua direção (a) em relação a seu corpo e (b) em relação ao espelho?
13. Você olha a imagem de um beija-flor, num espelho plano, através de uma câmara. A câmara está 4,30 m da
frente do espelho. O pássaro está, no nível da câmara, 5,0 m à sua direita e a 3,30 m do espelho. A que
distância você tem que focalizar a lente de sua câmara para obter uma imagem nítida do pássaro; isto é, qual
a distância entre a lente e a posição aparente da imagem?
14. Um objeto puntiforme está a 10 cm de um espelho plano, enquanto o olho de um observador (com pupila de
diâmetro = 5,0 mm) está a 20 cm. Considerando que o olho e o objeto estejam na mesma linha perpendicular
do espelho, determine a área do espelho usada na observação da reflexão do objeto puntiforme.
15. Complete a tabela abaixo, em cada coluna se refere a um espelho esférico ou espelho plano e um objeto.
Esboce a disposição do espelho, da imagem e do objeto. As distâncias estão em centímetros; se faltar o sinal
em número, determine este sinal.
Tipo
f (cm)
r (cm)
i (cm)
p (cm)
m
Imagem
real?
Imagem
direta?
(a)
Côncavo
20
(b)
(c)
(d)
(e)
+ 20
(f)
+ 10
+ 1,0
+ 30
(h)
20
- 40
- 10
+ 10
(g)
Convexo
+ 60
- 0,50
40
4,0
+ 0,10
+ 24
0,50
Não
Não
16. Complete a tabela abaixo, onde cada coluna se refere a uma superfície esférica separando dois meios, com
índices de refração diferentes. As distâncias medidas em centímetros. Considere o objeto puntiforme.
Desenhe uma figura para cada situação e construa graficamente os raios apropriados.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
n1
1,0
1,0
1,0
1,0
1,5
1,5
1,5
1,5
n2
1,5
1,5
1,5
1,0
1,0
1,0
p (cm)
+ 10
+ 10
- 13
i (cm)
r (cm)
+ 30
+ 20
+ 10
+ 600
-20
- 6,0
+ 30
- 20
+ 70
- 7,5
- 30
+ 100
+ 600
+ 30
- 30
Imagem real?
17. Um objeto está 20 cm à esquerda de uma lente delgada divergente, de distância focal igual a 30 cm. Qual a
distância imagem? Determine a posição da imagem por cálculo e também através de um diagrama de raios.
18. Focalizamos uma imagem do Sol sobre uma tela, usando uma lente delgada cuja distância focal é de 20,0
cm. Qual é o diâmetro da imagem? (Dados: Raio médio do Sol 6,96  108 m e a distância da Terra ao Sol
1,50  1011 m).
19. Uma câmara de cinema, com uma lente (única) de distância focal 75 mm enquadra uma pessoa de 180 cm de
altura, que está de pé a 27 m de distância. Qual a altura da imagem da pessoa no filme?
20. Uma lente convergente, com distância focal de + 20 cm, está localizada 10 cm à esquerda de uma lente
divergente, com distância focal de – 15 cm. Se um objeto estiver colocado 40 cm à esquerda da lente
convergente, localize e descreva, completamente, a imagem final formada pela lente divergente.
21. Na figura abaixo, um objeto direito (não invertido) está colocado na frente de uma lente convergente, a uma
distância igual ao dobro da distância focal f1 da lente. No outro lado da lente está um espelho côncavo, de
distância focal f2, afastado da lente por uma distância 2 (f1 + f2 ). (a) Determine a localização, a natureza e o
tamanho relativo da imagem final, vista por um observador olhando para o espelho através da lente. (b)
Desenhe o diagrama dos raios apropriados.