Unicamp · Física

Questões de Óptica da Unicamp

8 questões oficiais da Unicamp sobre Óptica, de 2018 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 4 fáceis, 4 médias.

Treine Óptica com 8 questões da Unicamp

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6 questões de Óptica resolvidas

Questão 1 · Unicamp 2026 · Questão 12fácil

O Centro de Tecnologia da Informação (CTI) Renato Archer, em Campinas (SP), possui equipamentos avançados de manufatura 3D, incluindo uma impressora capaz de produzir uma miniatura do Cristo Redentor, com pouco mais de 100 μm. Menor que um grão de areia, a peça só é visível com microscópio óptico, baseado em arranjo de um conjunto de lentes. Se uma lente delgada, de distância focal f, é usada para investigar um objeto de altura o, de forma que a imagem seja direita com altura i maior que a do objeto (i > o), é correto afirmar que

A
a lente é convergente e a distância entre objeto e lente é menor que a distância focal.
B
a lente é divergente e a distância entre objeto e lente é menor que a distância focal.
C
a lente é convergente e a distância entre objeto e lente é maior que a distância focal.
D
a lente é divergente e a distância entre objeto e lente é maior que a distância focal.

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Gabarito: A

Queremos uma imagem direita e maior que o objeto — é o caso da lupa.

Lente divergente: para objeto real, a imagem é sempre virtual, direita e menor. Não serve (elimina B e D).
Lente convergente com o objeto além do foco (d > f): a imagem é real e invertida (C errada).
Lente convergente com o objeto entre o foco e a lente (d < f): a imagem é virtual, direita e maior.

Pela equação: A = f/(f − d). Com 0 < d < f, o denominador fica entre 0 e f, então A > 1 (maior) e positivo (direita).

Resposta: A

Dica: lupa = lente convergente com o objeto dentro da distância focal.

Questão 2 · Unicamp 2022 · Questão 64média

Uma imagem capturada recentemente pela sonda Perseverance na superfície de Marte mostrou o que parece ser um arco-íris no céu daquele planeta.

Na Terra, um arco-íris surge como resultado da decomposição da luz branca do Sol por refração nas gotículas quase esféricas de água, suspensas na atmosfera. Em Marte, contudo, não há chuva. Portanto, a origem do arco-íris ainda é controversa. Em relação ao fenômeno de formação do arco-íris na Terra, quando a luz solar incide em uma gotícula de água, é correto afirmar que

A
o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, no interior das gotículas, os raios de luz das diferentes cores se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
B
o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é menor do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
C
o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se aproximam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.
D
o índice de refração da água para as diferentes cores da luz branca é maior do que o do ar; assim, os raios de luz das diferentes cores, no interior das gotículas, se afastam mais da reta normal à interface entre os meios de refração, quanto maior for o índice de refração corresponde àquela cor, na água.

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Gabarito: C

1. Água × ar

A luz é mais lenta na água do que no ar, então o índice de refração da água é maior (cerca de 1,33 contra 1,00). Isso já elimina A e B.

2. Para onde o raio desvia

Pela lei de Snell, n₁ sen θ₁ = n₂ sen θ₂. Ao passar para um meio de índice maior, o ângulo diminui: o raio se aproxima da normal.

3. Dispersão

Na água, o índice depende da cor (é maior para o violeta, menor para o vermelho). Quanto maior o índice de uma cor, mais ela se aproxima da normal. Por isso as cores se separam dentro da gota, formando o arco-íris.

Resposta: C

Por que as outras atraem: D acerta que a água tem índice maior, mas inverte o desvio (afastar-se da normal acontece ao passar para um meio de índice menor, como na saída da gota). A e B erram a comparação entre os índices.

Dica: entrou em meio mais refringente, aproxima-se da normal; quanto maior o índice, maior a aproximação.

Questão 3 · Unicamp 2020 · Questão 78média

A lupa é um instrumento óptico simples formado por uma única lente convergente. Ela é usada desde a Antiguidade para observar pequenos objetos e detalhes de superfícies. A imagem formada pela lupa é direta e virtual. Qual figura abaixo representa corretamente o traçado dos raios luminosos principais provenientes de um determinado ponto de um objeto observado por uma lupa? Nessas figuras, ( f ) e ( f’ ) representam os pontos focais, ( o ) o objeto e ( i ) a imagem.

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Gabarito: A

Na lupa, o objeto fica entre o foco e a lente. Dois raios principais saem do topo do objeto:

o raio paralelo ao eixo refrata passando pelo foco f' do outro lado;
o raio que passa pelo centro óptico segue sem desviar.

Depois da lente, esses raios divergem. Seus prolongamentos (tracejados) se encontram do mesmo lado do objeto, formando uma imagem virtual, direita e maior.

Na figura A, o objeto (o) está entre f e a lente, os raios seguem essas regras e a imagem (i), maior e direita, está no cruzamento dos prolongamentos.

Resposta: A

Por que as outras atraem: em B e D, o raio paralelo sai da lente afastando-se do eixo, como numa lente divergente, e a imagem fica menor que o objeto; em C, o raio paralelo passa por 2f', e não pelo foco f'.

Dica: lente convergente com objeto entre o foco e a lente sempre dá imagem virtual, direita e maior.

Questão 4 · Unicamp 2019 · Questão 22fácil

Em um estudo científico, uma fina camada de um novo filtro protetor solar foi exposta previamente à radiação UVA e UVB durante diferentes intervalos de tempo, testando-se em seguida a sua eficiência em barrar essa mesma radiação. A figura a seguir mostra apenas dois dos resultados obtidos no experimento, sendo uma das curvas referente a uma exposição por 10 minutos e, a outra, a uma exposição de 30 minutos.

De acordo com essa figura, na faixa de 300 a 320 nm, ao triplicar o tempo de exposição prévia, o protetor apresentou uma eficiência

A
menor, e a curva A diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia.
B
menor, e a curva A diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia.
C
menor, e a curva B diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia.
D
maior, e a curva B diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia.

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Gabarito: B

1. Leitura do gráfico na faixa de 300 a 320 nm
- curva A: eficiência ≈ 0,47;
- curva B: eficiência ≈ 0,25.

2. Qual curva é de 30 minutos
A exposição prévia degrada o filtro: quanto mais tempo exposto, menos ele protege depois. Triplicar o tempo (de 10 para 30 min) deve dar a curva mais baixa, a B.

Então: curva A = 10 minutos e curva B = 30 minutos. Ao triplicar a exposição, a eficiência ficou menor.

Resposta: B

Por que as outras atraem: A e C trocam as curvas; D diz que a eficiência aumentou, o que exigiria um filtro que melhora com o uso.

Dica: em gráficos com duas curvas e duas condições, ligue a condição "mais desgastante" à curva de pior desempenho.

Questão 5 · Unicamp 2019 · Questão 25fácil

Pesquisas mostram que a curcumina — substância extraída da cúrcuma — pode ser usada como fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (TFD). Nessa técnica, se houver absorção de luz pelo fotossensibilizador, que está na célula, ocorre reação com o oxigênio molecular gerando espécies químicas citotóxicas, que promovem a oxidação de lipídios, aminoácidos e proteínas, levando à morte celular. Deste modo, a TFD pode ser usada para o tratamento de câncer, lesões pré-malignas, etc. O gráfico a seguir mostra a intensidade de absorção de luz pela curcumina e a intensidade de emissão de luz de dois LEDs, um vermelho e um branco, em função do comprimento de onda da luz.

(Adaptado de http://cepof.ifsc.usp.br/pesquisa/terapia-fotodinamica. Acessado em 15/07/2018.)

Levando em conta o gráfico e os princípios da TFD apresentados no enunciado, para o uso de curcumina na TFD,

A
somente o LED vermelho seria adequado.
B
somente o LED branco seria adequado.
C
os dois LEDs seriam adequados.
D
nenhum dos LEDs seria adequado.

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Gabarito: B

Pelo enunciado, a TFD só funciona se a curcumina absorver a luz emitida pelo LED.

No gráfico:
- absorção da curcumina: pico em cerca de 430 nm, faixa de 350 a 500 nm (azul-violeta);
- LED vermelho: pico estreito perto de 640 nm, onde a curcumina não absorve;
- LED branco: espectro largo, com um pico menor por volta de 450 nm, dentro da faixa de absorção da curcumina, e outro em cerca de 550 nm.

Só o LED branco tem emissão sobreposta à absorção.

Resposta: B

Por que as outras atraem: A escolhe o vermelho, que é a cor usada em muitas terapias fotodinâmicas, mas não serve para a curcumina; C e D erram a leitura da sobreposição das curvas.

Dica: para uma luz ter efeito numa substância, o espectro de emissão precisa coincidir com o de absorção.

Questão 6 · Unicamp 2019 · Questão 46média

As cirurgias corretivas a laser para a visão estão cada vez mais eficientes. A técnica corretiva mais moderna é baseada na extração de um pequeno filamento da córnea, modificando a sua curvatura. No caso de uma cirurgia para correção de miopia, o procedimento é feito para deixar a córnea mais plana. Assinale a alternativa que explica corretamente o processo de correção da miopia.

A
Na miopia, a imagem do ponto remoto se forma antes da retina e a cirurgia visa a aumentar a distância focal da lente efetiva do olho.
B
Na miopia, a imagem do ponto remoto se forma depois da retina e a cirurgia visa a aumentar a distância focal da lente efetiva do olho.
C
Na miopia, a imagem do ponto remoto se forma depois da retina e a cirurgia visa a diminuir a distância focal da lente efetiva do olho.
D
Na miopia, a imagem do ponto remoto se forma antes da retina e a cirurgia visa a diminuir a distância focal da lente efetiva do olho.

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Gabarito: A

1. O defeito
No olho míope, o sistema óptico é convergente demais: a imagem de um objeto distante (o ponto remoto) se forma antes da retina.

2. A correção
Deixar a córnea mais plana diminui sua curvatura e, portanto, sua vergência. Com menos convergência, a distância focal da lente efetiva do olho aumenta, e a imagem é empurrada para cima da retina. É o mesmo efeito de uma lente divergente nos óculos.

Resposta: A.

Por que as outras atraem: "depois da retina" descreve a hipermetropia (B e C); "diminuir a distância focal" aumentaria a convergência e pioraria a miopia (D).

Dica: miopia = convergência demais → imagem antes da retina → corrige-se com lente divergente (aumenta o foco do conjunto).