Física · Concurso PF

Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes

3 min de leitura13 flashcards17 questões

Resumo: Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes

Princípios. Em meio homogêneo, a luz se propaga em linha reta (explica sombras); raios que se cruzam não interferem entre si; o caminho é reversível.

Reflexão. Raio incidente, refletido e a normal estão no mesmo plano; ângulo de incidência = ângulo de reflexão. Reflexão regular (superfícies polidas) × difusa (superfícies rugosas, que nos permitem ver objetos).

Espelho plano: imagem virtual, direita, do mesmo tamanho, à mesma distância, revertida (direita ↔ esquerda). Dois espelhos com ângulo α formam N = 360°/α − 1 imagens.
Espelhos esféricos: côncavo (convergente; imagem real ou virtual, conforme a posição do objeto) e convexo (divergente; imagem sempre virtual, direita e menor, maior campo visual — retrovisores, vigilância). f = R/2; equação de Gauss 1/f = 1/p + 1/p'; aumento A = −p'/p.

Refração. Mudança de velocidade ao trocar de meio (com desvio se a incidência for oblíqua). Índice de refração n = c/v (n ≥ 1).

Lei de Snell: n₁·sen θ₁ = n₂·sen θ₂. Indo para meio mais refringente, o raio aproxima-se da normal.
A frequência não muda; velocidade e comprimento de onda mudam.
Reflexão total: do meio mais refringente para o menos, com ângulo maior que o ângulo limite (sen L = n_menor/n_maior). Base da fibra óptica.
Dispersão: n varia com a cor; o prisma separa a luz branca (violeta desvia mais).

Lentes. Convergentes (bordas finas, no ar) e divergentes (bordas grossas). Vergência V = 1/f em dioptrias (f em metros). Lupa = lente convergente com objeto entre o foco e a lente (imagem virtual, direita, ampliada).

Pegadinha Cebraspe. "A imagem em espelho convexo pode ser real e invertida" → errado: no convexo é sempre virtual, direita e menor.

Visão geral

A papiloscopia usa lupas (conta-fios) para examinar minúcias e fotografia com luz rasante (incidência oblíqua) para realçar relevos e impressões em superfícies.

Regra

Sistema	Imagem
Espelho plano	Virtual, direita, mesmo tamanho
Espelho convexo	Virtual, direita, menor
Espelho côncavo, objeto além do centro	Real, invertida, menor
Espelho côncavo, objeto entre foco e espelho	Virtual, direita, maior
Lente divergente	Virtual, direita, menor
Lupa (convergente, objeto antes do foco)	Virtual, direita, maior

Pontos-chave

n do vácuo = 1; água ≈ 1,33; vidro ≈ 1,5; diamante ≈ 2,4.
Miopia corrige-se com lente divergente; hipermetropia, com convergente.
Objeto no foco do espelho côncavo → imagem imprópria (no infinito).
Piscina parece mais rasa por causa da refração.

Como o Cebraspe cobra

"Na reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão" → certo.
"Ao passar do ar para a água, a luz aproxima-se da normal" → certo.
"Na refração, a frequência da luz se altera" → errado.
"A reflexão total pode ocorrer quando a luz passa do ar para o vidro" → errado (só do mais para o menos refringente).
"A vergência de uma lente de distância focal 0,5 m é 2 dioptrias" → certo.

Mapa mental: Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes

0:00 / 0:00

Toque play para percorrer o mapa. Clique num card para ver de perto, no fundo para afastar; arraste para mover e use Ctrl/⌘ + roda do mouse (ou a pinça) para zoom.

Flashcards de Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes

Tente lembrar antes de virar o card.

Imagem no espelho plano
Revelar resposta
Virtual, direita, do mesmo tamanho, à mesma distância e revertida.
Imagem no espelho convexo
Revelar resposta
Sempre virtual, direita e menor; maior campo visual (retrovisores).
Lei de Snell
Revelar resposta
n₁·sen θ₁ = n₂·sen θ₂; indo para meio mais refringente, o raio aproxima-se da normal.
Reflexão total
Revelar resposta
Do meio mais para o menos refringente, com ângulo maior que o limite; base da fibra óptica.
Índice de refração e vergência
Revelar resposta
n = c/v (n ≥ 1). Vergência V = 1/f em dioptrias (f em metros).
Princípios da óptica geométrica
Revelar resposta
Propagação retilínea, independência dos raios e reversibilidade dos raios.
Espelho côncavo — imagens
Revelar resposta
Objeto além do foco: imagem real e invertida. Entre foco e vértice: virtual, direita e maior.
Leis da reflexão
Revelar resposta
1ª: raio incidente, normal e raio refletido são coplanares. 2ª: ângulo de incidência = ângulo de reflexão.
Lente convergente — lupa
Revelar resposta
Objeto entre o foco e a lente: imagem virtual, direita e maior (lupa). Além do foco: real e invertida.
Lente divergente
Revelar resposta
Objeto real: imagem sempre virtual, direita e menor (como no espelho convexo).
Equação de Gauss
Revelar resposta
1/f = 1/p + 1/p'; aumento A = −p'/p. p' > 0: imagem real.
Dispersão da luz
Revelar resposta
O índice de refração varia com a cor: violeta desvia mais, vermelho menos — o prisma separa as cores.
Espelhos planos associados
Revelar resposta
Nº de imagens: n = 360°/α − 1. 60° → 5 imagens; 90° → 3.

Questões de Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes

Questão 1 · Certo ou Errado
A imagem formada por espelho convexo pode ser real e invertida.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. É sempre virtual, direita e menor.
Questão 2 · Certo ou Errado
A reflexão total pode ocorrer quando a luz passa do ar para a água.
Revelar gabarito
Gabarito: Errado
Errado. Exige passagem do meio mais refringente para o menos refringente.
Questão 3 · Certo ou Errado
Ao passar do ar para o vidro com incidência oblíqua, o raio de luz aproxima-se da normal.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. O vidro é mais refringente.
Questão 4 · Certo ou Errado
Lente de distância focal 0,5 m tem vergência de 2 dioptrias.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo. V = 1/0,5.
Questão 5 · Certo ou Errado
A imagem fornecida por espelho plano é virtual e do mesmo tamanho do objeto.
Revelar gabarito
Gabarito: Certo
Certo.

Ver as 17 questões comentadas de Óptica geométrica — reflexão, espelhos, refração e lentes