PISM · Física

Questões de Óptica da PISM

11 questões oficiais da PISM sobre Óptica, de 2017 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 7 fáceis, 2 médias, 2 difíceis.

Treine Óptica com 11 questões da PISM

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6 questões de Óptica resolvidas

Questão 1 · PISM 2026 · Módulo II (2º ano) · Questão 33fácil

Sabemos que os espelhos permitem a formação de imagens nítidas daquilo que nos interessa observar com mais detalhes, como por exemplo, uma espinha ou uma pontinha de pelo no rosto.

Para que possamos obter uma imagem ampliada e direta de algum aspecto do rosto, devemos utilizar um espelho

A
côncavo com o rosto colocado entre o foco e o vértice do espelho.
B
côncavo com o rosto colocado entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
C
convexo com o rosto colocado entre o foco e o vértice do espelho.
D
convexo com o rosto colocado entre o foco e o centro de curvatura do espelho.
E
plano colocado bem próximo do rosto.

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Gabarito: A

Queremos uma imagem direta (não invertida) e ampliada.

Espelho plano: imagem direta, mas do mesmo tamanho.
Espelho convexo: imagem sempre direta, mas menor (por isso é usado em retrovisores e saídas de garagem).
Espelho côncavo com o objeto entre o foco e o vértice: imagem virtual, direita e maior. É o espelho de maquiagem ou de barbear.

Com o rosto entre o foco e o centro de curvatura de um côncavo (B), a imagem seria real, invertida e maior.

Resposta: A

Dica: no espelho côncavo, só o objeto antes do foco (entre F e V) dá imagem direita; dali para trás, toda imagem é invertida.

Questão 2 · PISM 2025 · Módulo II (2º ano) · Questão 33fácil

Em relação ao microscópio óptico e à luneta astronômica, assinale a alternativa CORRETA.

A
Em ambos os instrumentos há uma lente convergente e uma lente divergente.
B
A imagem da primeira lente na qual passa a luz é virtual e reduzida nos dois instrumentos.
C
Em ambos os instrumentos, a imagem final é real e ampliada.
D
Em ambos, os objetos observados devem ficar próximo a uma das lentes.
E
Um serve para observar objetos pequenos e próximos e o outro para objetos grandes e distantes.

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Gabarito: E

Os dois instrumentos usam duas lentes convergentes (objetiva e ocular), mas para fins diferentes:

Microscópio: objeto pequeno e próximo, colocado logo além do foco da objetiva. A objetiva forma uma imagem real, invertida e ampliada; a ocular funciona como lupa e dá a imagem final virtual e ampliada.
Luneta astronômica: objeto grande e distante (astros). A objetiva forma uma imagem real, invertida e reduzida perto do seu foco; a ocular a amplia, e a imagem final é virtual.

Logo, a alternativa E está certa.

A: não há lente divergente na luneta astronômica nem no microscópio.
B: a imagem da objetiva é real nos dois; no microscópio ela é ampliada.
C: a imagem final é virtual nos dois.
D: na luneta o objeto está muito longe.

Resposta: E

Dica: microscópio aproxima o que é pequeno; luneta traz para perto o que é distante. Em ambos, objetiva dá imagem real e ocular age como lupa.

Questão 3 · PISM 2024 · Módulo II (2º ano) · Questão 34fácil

A fibra óptica é feita de um núcleo do vidro maciço, estreito e cilíndrico, revestido com uma casca de material vítreo com índice de refração diferente do núcleo da fibra. A figura mostra um desenho esquemático de um raio de luz se deslocando no ar penetrando na fibra através do núcleo e sofrendo múltiplas reflexões internas. Sejam n_A, n_N e n_C respectivamente os índices de refração da luz no ar, no núcleo e na casca.

A
n_A < n_C < n_N
B
n_A < n_N < n_C
C
n_C < n_A < n_N
D
n_C < n_N < n_A
E
n_N < n_C < n_A

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Gabarito: A

Na figura, a luz entra do ar no núcleo e depois fica presa no núcleo, refletindo várias vezes na fronteira com a casca: é a reflexão total.

1. Núcleo × casca

Reflexão total só acontece quando a luz vai de um meio mais refringente para um menos refringente. Então n_N > n_C.

2. Ar

O ar tem índice ≈ 1, menor que o de qualquer vidro. Então n_A é o menor.

Ordem: n_A < n_C < n_N.

Resposta: A

Dica: fibra óptica = núcleo com índice maior que a casca, para garantir reflexão total.

Questão 4 · PISM 2023 · Módulo II (2º ano) · Questão 35fácil

Uma estudante da área da saúde da UFJF estava atendendo, sob a supervisão de um profissional, uma paciente no hospital universitário em seu trabalho de estágio. Após exames, a estudante identificou que essa pessoa possuía dificuldade para enxergar objetos a grandes distâncias. Além disso, identificou o que deveria ser feito para resolver esse problema. Dessa forma, a estudante da UFJF explicou corretamente para a paciente que ela deveria usar óculos com lentes.

A
convergentes, para fazer com que a imagem de um objeto visto por ela e localizado a grande distância se forme antes da retina de seus olhos. Essas lentes corrigem a anormalidade visual conhecida como hipermetropia.
B
divergentes, para fazer com que a imagem de um objeto visto por ela e localizado a grande distância se forme sobre a retina de seus olhos. Essas lentes corrigem a anormalidade visual conhecida como miopia.
C
divergentes, para fazer com que a imagem de um objeto visto por ela e localizado a grande distância se forme na retina de seus olhos. Essas lentes corrigem a anormalidade visual conhecida como hipermetropia.
D
convergentes, para fazer com que a imagem de um objeto visto por ela e localizado a grande distância se forme sobre a retina de seus olhos. Essas lentes corrigem a anormalidade visual conhecida como miopia.
E
convergentes, para fazer com que a imagem de um objeto visto por ela e localizado a grande distância se forme depois da retina de seus olhos. Essas lentes corrigem a anormalidade visual conhecida como miopia.

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Gabarito: B

Dificuldade para enxergar de longe é miopia: o olho é "longo" ou convergente demais, e a imagem de um objeto distante se forma antes da retina.

A correção é uma lente divergente, que espalha um pouco os raios antes de chegarem ao olho e faz a imagem se formar sobre a retina.

A e C: associam a correção à hipermetropia (dificuldade de ver de perto, corrigida com lente convergente).
D e E: usam lente convergente, que pioraria a miopia; E ainda põe a imagem depois da retina.

Resposta: B.

Dica: míope não vê de longe → lente divergente; hipermetrope não vê de perto → lente convergente.

Questão 5 · PISM 2022 · Módulo II (2º ano) · Questão 31fácil

No dia de seu aniversário de 12 anos, Maria Rita percebeu que havia aparecido uma espinha em seu rosto. Incomodada com essa situação, entrou em contato com sua tia que era proprietária de uma loja de variedades e que vendia vários tipos de espelhos, tanto planos quanto esféricos. Sua tia lhe trouxe então um espelho esférico que, se colocado bem próximo ao rosto, lhe permitia ver a imagem desejada da espinha, que ela queria direita e ampliada. O espelho trazido:

A
Era um espelho côncavo, que fornece uma imagem maior e direita sempre que o objeto é colocado bem próximo ao espelho.
B
Era côncavo ou convexo, pois tanto um quanto outro poderia fornecer a imagem desejada, dependendo da distância do rosto ao espelho.
C
Era convexo, que sempre fornece uma imagem maior e bem nítida, mas somente se o objeto é colocado bem próximo ao espelho.
D
Certamente era um espelho côncavo, que sempre oferece uma imagem direita e bem nítida, qualquer que seja a distância do objeto ao espelho.
E
Com certeza era um daqueles espelhos convexos, colocados em lojas, no interior de coletivos urbanos e em retrovisores de automóveis.

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Gabarito: A

Maria Rita quer uma imagem direita e ampliada do próprio rosto.

Espelho convexo: para qualquer posição do objeto, a imagem é virtual, direita e menor. Serve para ampliar o campo visual (retrovisores, ônibus, lojas), não para aumentar o rosto.
Espelho côncavo: com o objeto entre o foco e o espelho (bem próximo), a imagem é virtual, direita e maior. É o espelho de maquiagem ou de barbear.

Logo, o espelho era côncavo, usado com o rosto bem próximo.

B, C e E: o convexo nunca amplia.
D: o côncavo dá imagem invertida (real) quando o objeto está além do foco; não vale "qualquer que seja a distância".

Resposta: A

Questão 6 · PISM 2021 · Módulo II (2º ano) · Questão 32média

Na solução dessa prova, use quando necessário: g = 10 m/s²; sen 30° = 1/2.

Em um laboratório de óptica da UFJF, uma estudante de Física realizou um experimento para caracterizar um material transparente desconhecido por meio do valor do seu índice de refração, n_d. Ela montou o experimento de modo a enviar um feixe de laser a partir do ar em direção à interface do ar com esse material.

Com base nas informações da figura abaixo, da tabela de índices de refração abaixo e sabendo que a estudante obteve para o ângulo θ entre a normal e o raio que se propaga dentro do material desconhecido o valor de sen(θ) = 0,37, você pode concluir que o material mais provável era:

Material	Índice de refração (n)
Ar	1,00
Glicerina	1,90
Diamante	2,42
Vidro	1,50
Álcool Etílico	1,36
Acrílico	1,49

Tabela: índices de refração.

A
Vidro.
B
Glicerina.
C
Álcool Etílico.
D
Diamante.
E
Acrílico.

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Gabarito: C

Dados (do enunciado e da tabela): um laser passa do ar (n = 1,00) para um material desconhecido; dentro dele, o raio faz ângulo θ com a normal, com sen θ = 0,37. O cabeçalho da prova dá sen 30° = 1/2: o feixe incide a 30° da normal.

1. Lei de Snell:
n_ar × sen 30° = n_d × sen θ
1,00 × 0,5 = n_d × 0,37

2. Índice do material:
n_d = 0,5 ÷ 0,37 ≈ 1,35

3. Na tabela: o valor mais próximo é o do álcool etílico (1,36). Vidro e acrílico (≈1,5) dariam sen θ ≈ 0,33; diamante, ≈ 0,21; glicerina, ≈ 0,26.

Resposta: C.

Dica: quanto maior o índice de refração, mais o raio se aproxima da normal (menor sen θ).