Exercícios óptica 9 ano com gabarito

Para entender conteúdos de Física como reflexão, refração, espelhos e lentes, é preciso conhecer os princípios sobre os raios luminosos. Por isso preparamos um resumo e uma lista de exercícios sobre óptica geométrica. Revise o conteúdo e teste seus conhecimentos!

Resumo sobre óptica geométrica

A óptica geométrica é o ramo da Física que estuda um conjunto de fenômenos que têm como causa determinante o agente físico luz.

Existem três princípios da óptica geométrica: propagação retilínea, independência e reversibilidade. Em seguida, veremos um resumo sobre cada um deles.

Propagação retilínea

O princípio da propagação retilínea afirma que a luz se propaga sempre em linha reta. Graças a esse princípio é possível justificar a formação dos eclipses, do dia e da noite, das sombras etc. 

O eclipse lunar ocorre quando a Lua está na sombra da Terra, ou seja, a Terra está entre o Sol e a Lua. Isso ocorre porque a luz do Sol se propaga em linha reta e, sendo a Terra um meio opaco, não consegue cruzá-la.

Exercícios óptica 9 ano com gabarito
Ilustração de um eclipse solar.

Enquanto isso, o eclipse solar ocorre quando a Lua está entre o Sol e a Terra e é explicado pelo mesmo princípio que justifica o eclipse lunar.

Exercícios óptica 9 ano com gabarito
Ilustração de um eclipse lunar.

Uma das aplicações da propagação retilínea da luz é a câmara escura. Essa estrutura consiste em uma caixa de paredes opacas. Em uma dessas paredes há um pequeno orifício.

Ao colocar um objeto AB, de tamanho o, na frente da câmara, os raios de luz que partem de AB e atravessam o orifício o, determinam na parede oposta ao orifício uma figura A’ B’ semelhante ao objeto, porém invertida.

Observe abaixo a imagem da vela que se forma ao fundo da câmara.

Exercícios óptica 9 ano com gabarito

Existem uma relação entre a altura o do objeto, a altura i da imagem, a distância p do objeto até a câmara e a distância p’ do orifício da câmara até a imagem projetada.

Exercícios óptica 9 ano com gabarito
Essa relação é denominada equação da câmara escura.

Princípios da independência e da reversibilidade

De acordo com o princípio da independência, dois raios luminosos, ao se cruzarem, não interferem um no outro após o cruzamento. É fácil observar isso quando vemos feixes de luz de holofotes se cruzando em um show, por exemplo.

Enquanto isso, o princípio da reversibilidade diz que a trajetória seguida pela luz independe do sentido de sua propagação. É por isso, por exemplo, que se você observa uma pessoa através de um espelho, com certeza essa pessoa também pode fazer o mesmo.

Esses dois princípios dão origem a vários efeitos, como a sombra e a penumbra.

  • Sombra: é uma região sem luz. Essa região é produzida por um obstáculo opaco (anteparo) que barra a propagação dos raios luminosos.
  • Penumbra: surge lateralmente em regiões com pouca luz.

Videoaula

Antes de partir para os exercícios sobre óptica geométrica, confira a videoaula do professor Rossetto. Ele explica e dá exemplos de cada um dos 3 princípios:

https://youtu.be/62QBCgDzRX8

Para finalizar sua revisão, saiba como o conteúdo de óptica de geométrica cai no Enem e teste seus conhecimentos:

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  3. (ENEM MEC/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?

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  4. (Fatec SP/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&gt;. Acesso em: 10.10.2019. Adaptado.

    Sobre o eclipse referido, é correto afirmar que

    • as regiões de eclipse solar total comprovam a Terra ser plana e as de eclipse solar parcial a Lua ser esférica.
    • as regiões de eclipse solar total equivalem às penumbras e as de eclipse solar parcial, às sombras.
    • a Terra se coloca entre o Sol e a Lua, projetando, assim, a sombra da Terra na Lua.
    • o Sol se coloca entre a Terra e a Lua, projetando, assim, a sombra do Sol na Terra.
    • a Lua se coloca entre o Sol e a Terra, projetando, assim, a sombra da Lua na Terra.

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  7.  (IFSC/2016) 

    Com base nos princípios da óptica geométrica, analise as afirmativas abaixo.

    I. Na reflexão, o raio incidente e o raio refletido estão contidos no mesmo plano que a reta normal, portanto são congruentes.

    II. Quando a luz incide numa fronteira separadora de dois meios, pode sofrer reflexão, absorção e refração.

    III. Ao observarmos uma pessoa através de um espelho plano, também seremos vistos por ela. Este fenômeno é descrito pelo Princípio da Independência dos Raios Luminosos.

    IV. A faixa de frequência de ondas capaz de sensibilizar o olho humano é denominada de espectro visível.

    V. Podemos considerar que a “sombra” de uma nuvem projetada sobre o solo é do mesmo tamanho da própria nuvem, devido aos raios solares serem aproximadamente paralelos.

    É CORRETO afirmar que

    Correto

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  8. (Unioeste PR/2019) 

    No dia 27 de julho deste ano de 2018, aconteceu um fenômeno celeste denominado de “Lua de Sangue”. Considerado o eclipse lunar com maior duração já ocorrido no século 21, o fenômeno acontece devido à luz do Sol, que é refratada pela atmosfera da Terra e chega à superfície da Lua no espectro do vermelho (REVISTA GALILEU, 2018). Sobre o fenômeno dos eclipses, a propagação da luz e as cores dos objetos, assinale a alternativa CORRETA.

    (Fonte: REVISTA GALILEU, Lua de Sangue: por que o eclipse será o mais longo do século? Disponível em: https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2018/07/lua-de-sangue-por-que-o-eclipse-sera-o-mais-longo-doseculo.html. Acesso em: 20 de agosto de 2018.

    Correto

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  9. Correto

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  10. (UFSC/2016) 

    Um estudante possui uma luminária constituída por três lâmpadas de mesma intensidade sobre a mesa. Cada lâmpada emite luz de cor primária. Para verificar os conhecimentos aprendidos nas aulas de Física, ele faz três experimentos (figuras 1, 2 e 3), nos quais direciona as três lâmpadas para uma mesma palavra colocada sobre a mesa. Na figura 1, em que as três lâmpadas estão acesas, e na figura 3, em que apenas a lâmpada 2 está acesa, o estudante visualiza a palavra FÍSICA na cor verde.

    Exercícios óptica 9 ano com gabarito

    Com base no exposto acima, é CORRETO afirmar que:

    • na figura 1, ocorre a união das três luzes primárias – amarela, vermelha e azul –, que resulta na luz branca.
    • na figura 2, a palavra FÍSICA aparece na cor preta porque as luzes que incidem sobre ela são azul e vermelha.
    • a lâmpada 2 emite luz de cor verde, por isso a palavra FÍSICA, na figura 3, aparece na cor verde.
    • a relação entre as frequências das luzes das lâmpadas 1, 2 e 3 é f3 < f2 < f1, portanto as cores das luzes das lâmpadas 1, 2 e 3 são vermelha, verde e azul, respectivamente.
    • a palavra FÍSICA aparece na cor preta, na figura 2, porque as luzes das lâmpadas 1 e 3 formam a cor preta.

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