a) Classifique todas as imagens obtidas da esquerda para a direita, na ordem que elas aparecem:

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1 Resolução aula 4 1. (UMDMDD) Utilize a abreviação R para real, V para virtual, I para invertida, D para direita, ME para menor, IG para igual e MA para maior e responda as questões abaixo referente a figura a seguir: a) Classifique todas as imagens obtidas da esquerda para a direita, na ordem que elas aparecem: b) Classifique a imagem obtida na lente divergente: 2. (Uepg 2017) Uma lente delgada é utilizada para projetar numa tela, situada a 1m da lente, a imagem de um objeto real de 10 cm de altura e localizado a 25 cm da lente. Sobre o assunto, assinale o que for correto. 01) A lente é convergente. 02) A distância focal da lente é 20 cm. 04) A imagem é invertida. 08) O tamanho da imagem é 40 cm. 16) A imagem é virtual. 3. (Efomm 2017) Um estudante decidiu fotografar um poste de 2,7 m de altura em uma praça pública. A distância focal da lente de sua câmera é de 8,0 cm e ele deseja que a altura da imagem em sua fotografia tenha 4,0 cm. A que

2 distância do poste o estudante deve se posicionar? a) 540 cm b) 548 cm c) 532 cm d) 542 cm e) 548 cm 4. (Udesc 2016) Os olhos dos seres humanos podem ser considerados sistemas ópticos. Eles são a janela de entrada da luz e, consequentemente, responsáveis pela formação das imagens que resultarão em nossa visão. Quando a formação de imagens no olho não é nítida, há alguma anomalia. Considerando as anomalias relativas à visão humana e os estudos sobre lentes, analise as proposições. I. Um encurtamento do bulbo do olho, se comparado ao comprimento normal do bulbo, é característico de pessoas com hipermetropia. Neste caso, a imagem forma-se depois da retina e não sobre ela, prejudicando sua nitidez. Para correção desse problema de visão, utilizam-se lentes convergentes. II. Um olho com miopia apresenta um alongamento do bulbo, quando comparado ao comprimento normal. Com isso, a imagem dos objetos acabará por se formar após a retina, prejudicando a nitidez da imagem formada. Para correção desse problema de visão utilizam-se lentes divergentes. III. A dioptria de uma lente, também chamada de grau da lente, corresponde numericamente ao inverso da distância focal, medida em metros. IV. Uma lente convergente de distância focal igual a 30 cm está imersa no ar. Quando se coloca um objeto de 5 cm de altura, a 40 cm de distância da lente, obtém-se uma imagem real, invertida, maior e localizada a 120 cm da lente. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 5. (Acafe 2016) Um professor resolveu fazer algumas afirmações sobre óptica para seus alunos. Para tanto, contou com o auxílio de óculos com lentes bifocais (figura abaixo). Esses óculos são compostos por duas lentes, uma superior para ver de longe e outra inferior para ver de perto.

3 Com base no exposto acima e nos conhecimentos de óptica, analise as afirmações a seguir, feitas pelo professor a seus alunos. I. As lentes inferiores dos óculos são aconselhadas para uma pessoa com miopia. II. As lentes superiores são lentes divergentes. III. Pessoas com hipermetropia e presbiopia são aconselhadas a usar as lentes inferiores. lv. As lentes inferiores possibilitam que as imagens dos objetos, que se formam antes da retina, sejam formadas sobre a retina. V. As lentes inferiores podem convergir os raios do Sol. Todas as afirmações corretas estão em: a) III e IV. b) IV e V. c) II, III e V. d) I, II e III. 6. (Ufsc 2017) A natureza da luz é um tema que ocupa os estudiosos desde a antiguidade. As teorias corpuscular e ondulatória buscam a preferência de cientistas famosos para explicar fenômenos importantes da ciência. No entanto, após o experimento da fenda dupla de Thomas Young, em 1802, e da explicação do efeito fotoelétrico realizada por Albert Einstein, em 1905, a ideia da dualidade onda/partícula da luz foi aceita pela comunidade científica. A experiência da fenda dupla consiste em fazer a luz passar por duas fendas em uma placa e observar o padrão de franjas (listras) claras e franjas (listras) escuras. Já o efeito fotoelétrico consiste em incidir luz sobre uma placa metálica para arrancar elétrons.

4 Considerando o que foi exposto acima, é correto afirmar que: 01) no experimento de Young, a obtenção do padrão de franjas claras e franjas escuras ocorre por meio do fenômeno de interferência construtiva e interferência destrutiva das ondas, logo a explicação do fenômeno é ondulatória. 02) a formação do padrão de franjas claras e franjas escuras no experimento da fenda dupla de Young foi explicada pela teoria corpuscular da luz, em que as partículas da luz (fótons) sofrem o fenômeno de interferência. 04) no efeito fotoelétrico, para arrancar os elétrons da placa, a luz deve ser formada por partículas (fótons) com uma energia mínima que é proporcional à frequência da luz. 08) tanto a teoria corpuscular quanto a teoria ondulatória da luz explicam o padrão de franjas claras e franjas escuras no experimento da fenda dupla. 16) o efeito fotoelétrico foi explicado por Einstein pela teoria ondulatória da luz. 32) os fenômenos de interferência e difração são mais bem representados pela teoria ondulatória da luz, enquanto que o fenômeno do efeito fotoelétrico é mais bem representado pela teoria corpuscular da luz. 7. (Feevale 2016) O efeito fotoelétrico foi descoberto por Hertz no final do século XIX, e a explicação do fenômeno foi dada por Einstein no começo do século XX. Com base nessa explicação, são feitas três afirmações. I. A energia contida no fóton depende da frequência da radiação incidente. II. A radiação, ao incidir sobre uma superfície, pode arrancar elétrons desta. III. A energia cinética do elétron arrancado de uma superfície depende da intensidade da radiação incidente. Marque a alternativa correta. a) Apenas a afirmação I está correta. b) Apenas a afirmação II está correta. c) Apenas a afirmação III está correta. d) Apenas as afirmações I e II estão corretas. e) Apenas as afirmações I e III estão corretas.

5 8. (Ulbra 2016) Uma lâmpada de potência de 200 W emite um feixe de luz de comprimento de onda de 600 nm. Esse feixe de luz incide sobre uma superfície metálica, excitando e arrancando da mesma um número n de elétrons Sendo h 6,6 10 J s e 1eV 1,6 10 J e a função trabalho do metal 1,2 ev, é correto afirmar que a) a energia cinética dos elétrons excitados é de aproximadamente 0,9 ev. b) a energia dos fótons é de 1,6 ev. c) a função trabalho do metal aumenta com o aumento da potência da lâmpada. d) se aumentarmos a frequência da luz diminui a velocidade dos elétrons excitados. e) a energia cinética dos elétrons excitados é de aproximadamente 2 ev. 9. (Pucrs 2016) Para responder à questão, analise as afirmativas abaixo, referentes ao efeito fotoelétrico. I. A frequência mínima da radiação incidente para que o efeito fotoelétrico seja observado depende da constituição química do material. II. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo depende da intensidade da radiação incidente. III. A quantidade de fotoelétrons ejetados no processo depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente. Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s) a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 10. (Udesc 2015) Considere as informações constantes na tabela. Metais Função Trabalho (ev) Alumínio 4,08 Prata 4,73 Platina 6,35 Níquel 5,01 Com base na tabela e no princípio da conservação da energia para o efeito fotoelétrico, analise as proposições. 1. I. Quatro placas metálicas, cada uma composta por um dos metais relacionados na tabela, são iluminadas por uma luz de frequência f. Nesta situação, a energia cinética mínima dos elétrons ejetados de cada placa possui o mesmo valor. II. Quatro placas metálicas, cada uma composta por um dos metais relacionados na tabela, somente ejetarão elétrons com energia cinética maior

6 que zero, quando a energia da luz que as ilumina for maior que o valor da função trabalho de cada metal. III. Quatro placas metálicas, cada uma composta por um dos metais relacionados na tabela, são iluminadas por uma luz de energia igual a 7,5eV. Neste caso, os elétrons ejetados da superfície da placa de alumínio terão a maior energia cinética. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. c) Somente a afirmativa III é verdadeira. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Todas afirmativas são verdadeiras. Gabarito 1.a) A lente é convergente é as imagens são: 1`R, I, ME 2`R, I, IG 3`R, I, MA 4` Imprórpia 5` V, D, ME. b) Na lente divergente a imagem obtida é sempre: 1` V, D, ME. 2.C 3.A 4.D 5.C D 8.A 9.C 10.D Gabarito: Resposta da questão 1: a) A lente é convergente é as imagens são: 1`R, I, ME 2`R, I, IG 3`R, I, MA 4` Imprórpia 5` V, D, ME. b) Na lente divergente a imagem obtida é sempre: 1` V, D, ME. Resposta da questão 2: = 15. [01] Verdadeira. Como a lente divergente possui imagens virtuais, não sendo possível projetá-las em uma tela, a lente em questão é convergente. [02] Verdadeira. Usando a equação de Gauss, temos: f 20 cm f di do f f f 100 [04] Verdadeira. A figura abaixo mostra a formação da imagem para um objeto colocado entre o foco objeto F o e o ponto antiprincipal objeto A o :

7 [08] Verdadeira. O tamanho da imagem é obtido pela equação do aumento linear: i di A o do i di 100 cm 10 cm i i 40 cm i 40 cm invertida o do 25 cm [16] Falsa. A imagem é projetada, portanto real. Resposta da questão 3: [E] Substituindo as dados do enunciado na equação do aumento linear e lembrando que a imagem será invertida pela lente da câmera, temos: i p' 4 p' 2p p' o p 270 p 135 Utilizando o resultado acima na equação de Gauss, chegamos a: f p p' 8 p 2p 8 2p p 548 cm O estudante deverá se posicionar a 548 cm do poste. Resposta da questão 4: [D] [I] Verdadeiro. [II] Falso. A imagem se forma antes da retina [III] Verdadeiro. [IV] Verdadeiro p' 120 cm f p p' p' i p' i 120 i 15 cm o p 5 40 Resposta da questão 5: [C] [I] Falsa. As lentes inferiores são para leitura e, portanto, não servem para quem tem miopia que necessitam melhorar a visão para longe. [II] Verdadeira. As lentes superiores são divergentes indicadas para a miopia, corrigindo a visão para maiores distâncias. [III] Verdadeira. As lentes inferiores são para pessoas com dificuldade de leitura, indicadas para pessoas com hipermetropia ou presbiopia. [IV] Falsa. Como são feitas de lentes convergentes, elas corrigem o foco que está depois de retina para que se forme sobre a retina. [V] Verdadeira. Por esse motivo são chamadas de lentes convergentes.

8 Resposta da questão 6: = 37. [01] Verdadeira. O experimento de Young comprova o comportamento ondulatório da luz através de padrões de interferência construtiva e destrutiva. [02] Falsa. A formação de franjas claras e escuras no experimento da fenda dupla devido a interferência somente pode ser explicado assumindo-se a teoria ondulatória para a luz. [04] Verdadeira. O efeito fotoelétrico somente pode ser explicado considerando-se a luz composta por partículas, os fótons que tendo massa, podem transferir quantidade de movimento aos elétrons de uma placa metálica e assim arrancá-los, com uma energia mínima, chamada de função trabalho que depende do tipo de metal da placa. [08] Falsa. A explicação para o experimento da fenda dupla é baseada na teoria ondulatória. [16] Falsa. Já o efeito fotoelétrico é explicado pela teoria corpuscular da luz. [32] Verdadeira. Resposta da questão 7: [D] [I] Verdadeira. A energia dos fotoelétrons depende da frequência da radiação incidente, mas não depende da intensidade da mesma. [II] Verdadeira. A radiação incidente, tendo uma frequência mínima, que varia de acordo com o material metálico alvo, poderá remover fotoelétrons da superfície do metal. Acima dessa frequência mínima, o efeito fotoelétrico pode ser aumentado aumentando a intensidade do raio incidente. [III] Falsa. A energia cinética dos fotoelétrons emitidos dependem, de acordo com os estudos de Einstein, da diferença entre a energia do fóton incidente e a energia mínima necessária para remover o elétron do material chamada de função trabalho do material, φ de acordo com a equação: Ec h f φ onde, h constante de Planck f frequência do raio incidente (em hertz) φ função trabalho do material alvo Ec energia cinética dos fotoelétrons Resposta da questão 8: [A] Analisando primeiramente a energia cinética dos elétrons emitidos, sabe-se que o efeito fotoelétrico desta energia é igual à diferença entre a energia da fonte e a função trabalho do material. E E φ c fonte A energia da fonte é calculada com a expressão:

9 Efonte h f Sendo, f frequência da fonte em hertz e h constante de Planck. Calculamos a frequência com a equação que relaciona a velocidade das ondas 8 eletromagnéticas considerada no vácuo v 3 10 m / s com a frequência f e comprimento de onda λ. 8 v 3 10 m / s 14 v λf f f f 5 10 Hz λ m Logo, a energia da fonte, será: Efonte h f Efonte 6,6 10 J s 5 10 Hz Efonte 3,3 10 J Passando para elétron volts: 19 1 ev Efonte 3,3 10 J E 19 fonte 2,0625 ev 1,6 10 J Finalmente, a energia cinética dos elétrons emitidos pelo material pode ser calculada: E E φ E 2,0625 ev 1,2 ev E 0,9 ev c fonte c c Correspondendo, portanto, à alternativa [A]. Resposta da questão 9: [C] [I] Verdadeiro. A frequência mínima da radiação incidente para que o efeito fotoelétrico seja observado depende da constituição química do material. [II] Falso. A energia de cada fotoelétron ejetado no processo não depende da intensidade da radiação incidente. [III] Verdadeiro. A quantidade de fotoelétrons ejetados no processo depende da intensidade da radiação eletromagnética incidente. Resposta da questão 10: [D] Sabendo que a energia do fóton que incide na placa metálica é igual a soma da energia necessária para remover o elétron do material (função trabalho) e da energia cinética do elétron emitido, podemos escrever que: h f Φ E c Onde, h f Energia do fóton recebido; Φ Energia necessária para remover o elétron; Ec Energia cinética do elétron emitido.

10 Assim, analisando as alternativas: [I] INCORRETA. Se a energia é a mesma e a função trabalho é diferente para cada uma das placas, logo a energia cinética será diferente. [II] CORRETA. Para que um elétron seja emitido (ejetado) do material, a energia incidente no material tem que ser maior que a função trabalho do material. [III] CORRETA. Se a energia incidente é a mesma e a função trabalho do alumínio é a menor dentre as listadas, o elétron ejetado por esta terá a maior energia cinética em comparação as demais.