A extremidade de uma fibra ótica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A extremidade de uma fibra ótica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser, acima da temperatura de fusão. A figura abaixo ilustra o formato da microlente para tempos de aquecimento crescentes (t1 < t2 < t3). [IMAGEM] Considere as afirmações: I. O raio de curvatura da microlente aumenta com tempos crescentes de aquecimento. II. A distância focal da microlente diminui com tempos crescentes de aquecimento. III. Para os tempos de aquecimento apresentados na figura, a microlente é convergente. Está correto apenas o que se afirma em [FUVEST 2013 - Questão 18] FUVEST - 2013
- A) I.
- B) II.
- C) III.
- D) I e II.
- E) II e III.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- A microlente formada na extremidade da fibra é uma calota esférica (superfície abaulada para fora). Seu comportamento óptico depende do raio de curvatura R da superfície e do índice de refração do material em relação ao ar.
- Analise a afirmação I. Com o aumento do tempo de aquecimento, a superfície fica mais curvada, ou seja, a curvatura aumenta e o raio de curvatura diminui. Logo, a afirmação I é falsa. Ela aparece como errada nas alternativas A e D.
- Analise a afirmação II. Para uma lente delgada ou uma superfície esférica de raio R, a distância focal é proporcional ao raio: f = R / (2(n - 1)) para uma lente plano-convexa com índice n. Se R diminui, a distância focal também diminui. Logo, a afirmação II é verdadeira.
- Analise a afirmação III. A microlente tem faces abauladas (bordas mais finas que o centro) e está imersa em ar, cujo índice de refração é menor que o do vidro. Lentes com essa forma são convergentes, ou seja, fazem os raios paralelos convergir para um ponto focal. Logo, a afirmação III é verdadeira para os tempos da figura.
- Conclusão. Estão corretas apenas II e III, alternativa E. A alternativa A está errada porque I é falsa. A alternativa B está errada porque deixa de reconhecer III como verdadeira. A alternativa C está errada porque deixa de reconhecer II como verdadeira. A alternativa D está errada porque inclui a afirmação I, que é falsa.
💡 Dica: Analise como o raio de curvatura e a distância focal variam com o formato da microlente.
Alternativa por alternativa
Acredita que, ao aquecer mais, a gota se espalha e fica mais achatada, aumentando o raio de curvatura. Não percebe que o aumento da curvatura da superfície significa raio menor.
Reconhece que a distância focal diminui com o tempo, mas julga que a microlente é divergente, talvez por associar qualquer superfície curva a lentes divergentes ou por não relacionar a forma abaulada ao sentido dos raios.
Identifica corretamente que a microlente é convergente, mas supõe que a distância focal aumenta com o tempo de aquecimento, por imaginar que uma gota maior tem foco mais afastado, sem relacionar f ao raio de curvatura.
Assume que o raio de curvatura aumenta com o aquecimento, por intuição de que a gota se expande e fica mais larga. Essa ideia do dia a dia contraria a relação entre achatamento e curvatura.
Por que engana: Confundir a relação entre o aumento do raio de curvatura e a diminuição da distância focal, levando a uma interpretação errada das afirmações.
CORRETA. II e III são corretas; o raio de curvatura aumenta e a distância focal diminui.
Raio-X da questão
microlente, raio de curvatura, distância focal
avaliacao
raio de curvatura · distância focal
Revisar propriedades de lentes e relação entre raio de curvatura e distância focal.
Confundir a relação entre o aumento do raio de curvatura e a diminuição da distância focal, levando a uma interpretação errada das afirmações.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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