Questões de Concurso Para fgv

Para investigar a estrutura cristalina de um sólido, cuja distância entre os planos atômicos é igual a 0,2nm, um pesquisador faz incidir sobre o sólido um raio X. O pesquisador observou que o primeiro máximo forte de interferência entre ondas provenientes de planos cristalinos ocorre quando o feixe forma com esses planos um ângulo de 30º.

Para a realização da investigação, o pesquisador utilizou um raio X de comprimento de onda, em nm, igual a

Um engenheiro dispõe de uma bobina bem enrolada, de área da superfície igual a A, que ao passar uma corrente elétrica i emite luz incandescente, e a bobina atinge uma temperatura igual a 2450K. Nessas condições, o engenheiro verifica que a bobina emite radiação de 150W de potência. O engenheiro deseja aumentar a potência da radiação emitida, da mesma bobina, para 300W.

Para cumprir essa tarefa, é suficiente que o engenheiro realize a seguinte operação: 

Dois candidatos a uma vaga de estágio, ao percorrerem as instalações de uma indústria para conhecimento dos processos de aquecimento, resfriamento e secagem, observaram um grande forno, mantido a uma temperatura uniforme. Na superfície do forno havia um pequeno orifício, e em seu interior havia um pequeno objeto. O recrutador solicitou a um dos candidatos que realizasse três considerações fundamentais a respeito dos processos da radiação térmica do forno em questão. Então o candidato apresentou as seguintes considerações:

I. Se a temperatura do forno for aumentada, mantendo-o isotérmico e com temperatura uniforme, o poder emissivo espectral aumenta, correspondendo a uma região espectral de menor comprimento de onda.
II. O poder emissivo da radiação que emerge do orifício na superfície do forno é a mesma da irradiação incidente sobre o pequeno objeto que se encontra no interior do forno.
III. A radiação emitida pelo orifício na superfície do forno é uma função do comprimento de onda e da temperatura, mas podese considerar que é independente da direção.

Está correto o que se afirmou em

Em uma aula de física experimental, o professor faz incidir quatro feixes de luz em uma lente divergente, e apresenta aos seus alunos apenas os raios emergentes, conforme ilustra a figura a seguir.




O professor solicitou a um dos alunos que fizesse considerações sobre os raios de luz antes da incidência na lente. O aluno realizou as seguintes afirmativas:

I. O raio D é paralelo ao eixo ótico.
II. O raio C se dirigia ao foco F1.
III. O raio A passa pela parte superior do objeto Q.

Está correto o que se afirma em 

Em um processo industrial de aquecimento, a distribuição espectral da irradiação de uma superfície é conforme o gráfico abaixo, cuja ordenada é a irradiação espectral e a abscissa é o comprimento de onda. 




Um engenheiro, após analisar o gráfico, chegou à conclusão de que a irradiação total, W/m², é igual a

Estudantes de engenharia receberam a tarefa de construir um prisma para a verificação da dispersão da luz. Estavam disponíveis para os estudantes os materiais transparentes apresentados na figura a seguir.





A figura mostra a variação do índice de refração em função do comprimento de onda dos materiais, sendo o menor comprimento de onda pertencendo a luz violeta e o maior comprimento de onda pertencendo a luz vermelha, ambas as cores nas extremidades esquerda e direita da figura, respectivamente. O eixo horizontal mostra o comprimento de onda da luz no vácuo.

Os estudantes decidiram escolher o material que apresentasse a maior dispersão. Portanto, o material escolhido pelos estudantes foi o

Um interferômetro de Michelson e um interferômetro de Fabry–Perot foram utilizados para determinar o comprimento de onda λ deuma onda monocromática. A posição do espelho móvel de ambos osinterferômetros foi variada de modo a se formar exatamente maisum padrão circular de interferência. 
Sabendo que Δ_M é a variação da distância do espelho realizada no interferômetro de Michelson, Δ_FB é a variação da distância do espelho semi-transparente realizada no interferômetro de FabryPerot, e que λ = 500 nm, as variações de distância Δ_M e Δ_FB são:

Um refratômetro de Abbe possui um prisma de medição com índice de refração n' e deseja-se utilizá-lo para medir o índice de refração n de uma amostra. Considerando essas informações, analise as afirmativas a seguir.

I. Para que seja possível realizar a medição utilizando o refratômetro de Abbe, é necessário que n seja maior que n'.
II. O princípio de funcionamento do refratômetro de Abbe é baseado na medida da distância do percurso óptico no prisma.
III. Se n' = 2,42 e o ângulo crítico na interface entre o prisma de medição e a amostra é 30o , então n = 1,21.

Está correto o que se afirma em

Uma das vantagens de um interferômetro de Fabry–Perot é a sua capacidade de ser utilizado como um espectroscópio. Um determinado espectroscópio deste tipo apresenta superfícies paralelas semitransparentes, distando 19mm entre si e cada uma com 0,9 de coeficiente de reflexão. O comprimento de onda utilizado é 600nm com incidência normal nas superfícies.

O poder de resolução cromática deste espectroscópio é

Número f ( f number) é uma medida da capacidade de captação de luz de um sistema óptico, como uma lente de câmera. A variação do número f em uma câmera resulta em uma variação na sua profundidade de campo (depth of field – DOF).

Uma câmera fotográfica apresenta 2 cm de diâmetro da pupila de entrada e uma lente com distância focal de 8 cm. O número f da lente da câmera é 

Um telescópio astronômico, com diâmetro de abertura de 244mm, possui distância focal de objetiva de 650mm e distância focal de ocular de 13mm.

Considerando essas informações, analise as afirmativas a seguir.

I. O módulo da magnificação do telescópio é 100 vezes.
II. A capacidade de resolução do telescópio é mais eficiente para a luz vermelha (700nm) do que para a luz violeta (400nm).
III. Considerando a constante de Rayleigh para o critério de resolução e a operação do telescópio com o comprimento de onda de 600nm, o mínimo ângulo de resolução é 3,00×10^-6 rad.

Está correto o que se afirma em

Os microscópios ópticos são o modelo de microscópio mais antigo e possivelmente foram inventados, em sua forma composta atual, no século XVII.
Um determinado microscópio óptico é composto por uma ocular com distância focal de 10,0mm e por uma objetiva com distância focal de 4,0mm.

Sabendo que a objetiva forma sua imagem a 16,0cm de distância de seu plano focal secundário, a magnificação do microscópio é

Com relação aos sensores eletro-ópticos, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) A responsividade de um fotodetector, dada pela razão entre a potência óptica incidente e a fotocorrente gerada, independe do comprimento de onda incidente.
( ) O ruído no circuito de saída de um detector fotoelétrico surge de várias fontes e é um parâmetro importante no desempenho do dispositivo.
( ) Tecnologia CCD e tecnologia CMOS são as duas formas principais de circuito de leitura que são usadas para transportar os sinais dos fotodetectores elementares de um array para a sua saída.

As afirmativas são, respectivamente,

Um determinado laser de fibra óptica em anel apresenta sua cavidade óptica como uma circunferência fechada de 50 cm de fibra monomodo padrão, onde o índice de refração efetivo desta fibra é 1,5. Sabe-se ainda que a frequência central de emissão do laser é 200 THz.

Considerando a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0×10⁸ m/s, o intervalo entre os comprimentos de onda dos modos longitudinais adjacentes do laser, em m, é:

Um LED emite luz com 620nm de comprimento de onda. A eficiência quântica interna deste LED é 0,50 e, devido à sua composição e geometria, sua eficiência de extração da luz também é 0,50.

Caso este LED esteja operando com uma corrente elétrica de 40mA, a potência óptica de saída é

Um espelho esférico côncavo é utilizado para focalizar a imagem de um objeto em um sensor eletro-óptico. O objeto se encontra a 12 m de distância do espelho, cuja magnificação lateral é -1/31 considerando-se a aproximação paraxial.

A medida do raio de curvatura do espelho côncavo, em cm, é

Uma vela foi posicionada a uma distância de 12 cm em frente a espelho côncavo, formando uma imagem sobre um anteparo situado a uma distância de 3,60 m da frente do espelho.

Assinale a opção que apresenta, respectivamente, a distância focal do espelho e seu raio de curvatura.

Sensores de um determinado equipamento receberam uma certa quantidade de energia por radiação proveniente de um corpo negro, que está a 227ºC.

Considerando que 0 graus Celsius equivalem a 273K e que a constante de Stefan-Boltzmann vale, aproximadamente, 5,7 x 10^-8 W.m-2.K^-4 , a radiância total emitida pelo corpo negro será, em W.m^-2 , aproximadamente, de

Um raio se propaga na água, cujo índice de refração é de 1,33, e incide em uma superfície de vidro, cujo índice de refração é de 1,52. O raio incidente forma um ângulo de 30o com a superfície entre os dois meios. 

O ângulo aproximado, em graus, que o raio refratado forma com a normal à superfície de incidência é

Sobre os conceitos de óptica geométrica, analise as afirmativas a seguir.

I. Uma imagem virtual é formada quando os raios de luz emergentes não passam efetivamente no local onde se encontra o objeto.
II. Raios paraxiais são os que se propagam praticamente paralelos ao eixo óptico.
III. Um espelho côncavo, assim como um espelho plano, é capaz de formar uma imagem pontual exata de um objeto sem que esta mesma imagem apareça borrada.

Está correto o que se afirma em