Questões de Ótica (Física)

A interferometria é uma das técnicas experimentais que mais impactaram a metrologia. Atualmente é empregada progressivamente para ampliar a precisão de medidas como a de massa, tendo participado, em 2019, da redefinição da massa no do sistema internacional de unidades. Na imagem abaixo vemos uma figura ilustrativa de uma balança que usa interferometria. Considere uma balança acoplada a um sistema óptico que ao se deslocar causa diferença no caminho de ida e volta de um feixe de laser vermelho fazendo-o interferir sobre o sensor que capta o feixe de referência e aquele que teve seu caminho óptico alterado.

Um estudante, em um laboratório, deseja ver um ponto “X” olhando diretamente para o espelho plano S₁. Os dois espelhos S₁ e S₂ estão perpendiculares ao plano do papel. A figura exibe possíveis segmentos de retas no plano do papel que saem do ponto P e incidem em S₁ e refletem em S<sub>2.


Entre os trajetos mostrados, qual é aquele que exibe, corretamente, o caminho percorrido pelo feixe de luz até o ponto X?</sub>  

Considere um teste em que uma pessoa fará testes com espelhos: um plano e outro côncavo. A montagem é apresentada abaixo onde o emoji representa a pessoa, o coração é o objeto, ambos mantidos fixos. As dimensões e características físicas do observador e do objeto não devem ser consideradas, assim como questões de altura e posicionamento que não estejam contidas no corte do plano indicado, que contém todos os raios de luz relevantes à análise. Os espelhos são representados por linhas sólidas e um espelho substitui o outro na posição indicada em cada teste. O espelho convexo tem em C seu centro de curvatura, e as linhas tracejadas são uma referência sugerida. 

Um estudante observou uma barra metálica que estava em frente a um espelho côncavo do laboratório de física e fez as seguintes anotações: “o objeto está à esquerda do centro de curvatura, raio do espelho igual a 20 cm, distância da imagem ao vértice igual a 12 cm e tamanho da imagem igual a 2 cm”.

Com os dados, o estudante calculou o tamanho real do objeto. O valor correto para o tamanho do objeto, em cm, é:  

Nas imagens abaixo temos a representação lateral e frontal de um tubo de raios catódicos. Na visão lateral (imagem de cima) o feixe de elétrons (tracejado) parte da esquerda e incide sobre a tela de fósforo à direita (e emite luz visível).

Quando não há aproximação do imã ou de um campo magnético suficientemente intenso o feixe atinge o centro da tela.