Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre óptica geométrica em física

A óptica de elétrons é uma área essencial na construção e no funcionamento de equipamentos de microscopia e aceleradores de partículas. Nesses sistemas, a fonte de elétrons é muitas vezes baseada na emissão termiônica, onde um eletrodo (filamento) é aquecido a altas temperaturas e os elétrons são ejetados e acelerados por um potencial elétrico E₀ . Fontes termiônicas apresentam perda de coerência temporal devido à dispersão em energia (ΔE) do feixe de elétrons emitido. Essa dispersão em energia indica quão monocromática é a radiação emitida, e apresenta efeitos na resolução de sistemas ópticos devido à chamada ‘aberração cromática’, ilustrada na figura 18. 




Disponível em: https://www.jeol.com/words/semterms/20121024.011200.php. Acesso em: 15 ago. 2023. (Adaptado).

Essa dispersão no plano focal é denominado "círculo de mínima confusão", cujo diâmetro é dado pela equação: 


onde d é o diâmetro do “círculo de mínima confusão”; C_c é o coeficiente de aberração cromática da lente; ΔE é a dispersão em energia do feixe de elétrons; E₀ é a energia do feixe; e α é o semi-ângulo de convergência na lente. Sobre esses conceitos, assinale (V) para Verdadeiro ou (F) para falso nas afirmações a seguir:

( ) Aumentar a distância focal pode reduzir o efeito da aberração cromática.
( ) Reduzir a energia do feixe de elétrons reduz o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar a energia do feixe aumenta a profundidade de foco do sistema óptico.
( ) Aumentar a temperatura da fonte emissora leva a um aumento na dispersão em energia do feixe, intensificando o efeito da aberração cromática.
( ) Aumentar o tamanho da abertura na lente leva a uma redução no efeito da aberração cromática.

A sequência correta é: 

Um raio de luz, vindo do meio 1, irá incidir na interface entre o meio 1, com índice de refração n₁, e o meio 2, com índice de refração n₂. Qual deve ser o ângulo de incidência para que o raio refletido seja perpendicular ao raio refratado? Obs.: Esse ângulo de incidência é chamado de ângulo de Brewster. 

Um dado objeto, ao ser iluminado por uma luz monocromática azul, aparenta possuir cor preta. Ao ser iluminado por uma luz monocromática vermelha, esse mesmo objeto aparenta possuir cor vermelha.

Se iluminado com uma luz monocromática verde, esse objeto aparentará ser da cor

Uma almofada com listras nas cores azul e branca é colocada em uma sala escura e iluminada com luz vermelha.
As listras azuis e brancas são vistas, respectivamente, como 

Em óptica denomina-se “desvio angular” (δ) o ângulo que a direção de incidência forma com a direção de emergência. Quando um raio de luz monocromática, vindo do ar, incide sobre a superfície livre de um líquido transparente em equilíbrio hidrostático da origem a um raio refratado e um raio refletido. Ocorrem, portanto, um desvio angular por refração (δ_refr) e um desvio angular por reflexão (δ_refl) como ilustra a figura. 


Suponha que o desvio angular por refração δ_refr = 30º e que o desvio angular por reflexão δ_refl = 60o . Considere o índice de refração do ar n_ar = 1. Nesse caso, o índice de refração do líquido é igual a