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Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala ÓPTICA GEOMÉTRICA - LENTES ESFÉRICAS 01. Uma lente convergente de vergência 5 dioptrias é colocada diante de um espelho plano perpendicular ao eixo principal da lente, como mostra a figura. Determine a que distância x do centro óptico da lente deve ser colocada uma fonte luminosa pontual P. Para que a luz emitida, após atravessar a lente, refletir-se no espelho e atravessar novamente a lente, volte a convergir no ponto P, qualquer que seja a distância entre o espelho e a lente. x P O 02. Uma fonte luminosa está a 30 cm de uma lente convergente de distância focal 20 cm. Determine a que distância da lente deve ser colocado um anteparo a fim de se obter sobe ele a imagem real nítida do objeto. Classifique a imagem formada. Calcule o aumento linear transversal da imagem. 03. Um objeto puntiforme luminoso encontra-se a 100 cm de uma tela de projeções. Entre ambos é interposta uma lente delgada convergente de distância focal 24 cm. Determine as posições da lente, em relação à tela, para as quais a imagem é focalizada nitidamente sobre a tela. 04. A imagem de um objeto real, conjugada por uma lente delgada, é real e três vezes maio que o objeto. Essa imagem forma-se a 120 cm da lente. a) Qual o tipo da lente? b) Qual a distância do objeto à lente? c) Qual a distância focal da lente? 05. (ITA-SP) Uma lente A convergente (fA = 10 cm), é justaposta a outra lente B convergente (fB = 5 cm). A lente equivalente é: a) Divergente e f = 3,33 cm. b) Divergente e f = 5,2 cm. c) Convergente e f = 5,2 cm. d) Convergente e f = 15 cm. e) Convergente e f = 3,33 cm. 06. Pretende-se projetar num anteparo a imagem nítida de um objeto real, ampliada 4 vezes. Para isso, utiliza-se uma lente esférica cuja abscissa focal tem módulo 20 cm. Pede-se determinar: a) O tipo de lente que deve ser utilizado; b) A distância do objeto à lente; c) A distância do anteparo à lente. 07. Tem-se uma lente convergente de distância focal igual a 10cm que fornece uma imagem nítida de um objeto sobre um anteparo. O anteparo dista 60cm da lente. A imagem, em relação ao objeto, fica ampliada: a) 6 vezes. b) 5 vezes. c) 4 vezes. d) 3 vezes. e) 2 vezes. 08. No esquema esboçado, L é uma lente divergente, AB é um estilete luminoso e A’B’ é a imagem de AB conjugada por L. Sabendo-se que A’B’ = AB/3 e que a lente tem distância focal de módulo 30 cm, pede-se calcular: a) A distância de AB à lente; b) A distância de A’B’ à lente. A A’ B B’ F L O 09. Uma câmara fotográfica, para fotografar objetos distantes, possui uma lente teleobjetiva convergente, com distância focal de 200mm. Um objeto real está a 300m da objetiva; a imagem que se forma, então, sobre o filme fotográfico no fundo da câmara é: a) real, não-invertida e menor do que o objeto. b) virtual, invertida e menor do que o objeto. c) real, invertida e maior do que o objeto. d) virtual, não-invertida e maior do que o objeto. e) real, invertida e menor do que o objeto. 10. A distância entre um objeto e uma tela é de 80cm. O objeto é iluminado e, por meio de uma lente delgada posicionada adequadamente entre o objeto e a tela, uma imagem do objeto, nítida e ampliada 3 vezes, é obtida sobre a tela. Para que isto seja possível, a lente deve ser: a) convergente, com distância focal de 15cm, colocada a 20cm do objeto. b) convergente, com distância focal de 20cm, colocada a 20cm do objeto. c) convergente, com distância focal de 15cm, colocada a 60cm do objeto. d) divergente, com distância focal de 15cm, colocada a 20cm do objeto. e) divergente, com distância focal de 20cm, colocada a 20cm do objeto. Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 11. Em uma aula sobre Óptica, um professor, usando uma das lentes de seus óculos (de vergência + 1,0 di), projeta, sobre uma folha de papel colada ao quadro de giz, a imagem da janela que fica no fundo da sala (na parede oposta à do quadro). Para isso, ele coloca a lente a 1,20m da folha. Com base nesses dados, é correto afirmar que a distância entre a janela e o quadro de giz vale: a) 2,4m b) 4,8m c) 6,0m d) 7,2m e) 8,0m 12. Considere uma lente plano-convexa de vidro, imersa no ar, em que o raio de curvatura da face convexa vale 25 cm. Se o índice de refração do vidro vale 1,5, calcule a distância focal e a vergência da lente. 13. Justapõem-se três lentes delgadas A, B e C com vergência VA = +4di, VB = -3di e Vc = +1di. Responda: a) Qual a vergência e a distância focal do sistema resultante? b) O comportamento do sistema resultante é convergente ou divergente? 14. Uma lente biconvexa, de raios iguais a 10 cm, é feita de vidro, cujo índice de refração é n = 1,5. A distância focal da lente, quando imersa no ar, vale: a) 5 cm b) 10 cm c) 12 cm d) 15 cm e) 18 cm 15. Uma lente esférica de vidro (nV = 1,5) tem uma face plana e outra côncava, com raio de curvatura 1,0 m. Sabendo-se que a lente esta imersa no ar (nar = 1,0), pede-se determinar: a) A abscissa focal da lente; b) Sua vergência; c) Seu comportamento. 16. (VUNESP-SP) Duas lentes delgadas uma convergente e outra divergente, com distâncias focais respectivamente iguais a 1 m e – 2m, encontram-se justapostas. Um objeto é colocado a 3 cm das lentes. Calcule a distância entre a imagem e o sistema de lentes (considerado de espessura desprezível). 17. (UFBA) A imagem de uma estrela distante, aparece a 10 cm de uma lente convergente. Determine, em centímetros, a que distância da lente aparece a imagem de um objeto localizado a 30 cm dessa mesma lente. 18. (EBMSP – 2012.2 – 1ª fase) Uma das promessas mais espetaculares – e humanas – da engenharia genética é a de restituir a visão a uma pessoa. Uma intervenção à base de engenharia genética que consiste em injetar cópia “saudável” do gene nos olhos dos pacientes, usando como “carregador” um vírus atenuado. A figura representa o esquema de formação da imagem em um olho reduzido. A análise da figura associada aos conhecimentos de óptica geométrica, permite afirmar: 01) A distância focal da lente de um olho é fixa. 02) O cristalino de um olho é constituído por uma lente bicôncava. 03) As pessoas portadoras de hipermetropia apresentam o globo ocular mais alongado que o normal, fazendo com que a imagem se forme antes da retina. 04) A distância focal de uma das lentes dos óculos de uma pessoa com convergência +2,0 di é igual a 5 m. 05) A correção de miopia é feita com a utilização de lentes divergentes porque essas lentes fornecem, de um objeto impróprio, uma imagem virtual no ponto remoto do olho que se comporta como objeto para o cristalino, produzindo uma imagem final real exatamente sobre a retina. 19. (EBMSP – 2012.1 – 1ª fase) Assistir a um bom filme é uma higiene mental que promove a qualidade de saúde das pessoas. A análise da figura que representa o esquema simplificado, em corte, de um projetor de filme, permite afirmar: 01) A fonte F é colocada no foco do espelho côncavo, E. 02) A objetiva do projetor é um sistema divergente de lentes. 03) O filme é colocado além do ponto antiprincipal objeto da lente. 04) A imagem final, invertida e ampliada, pode comportar-se como objeto real para várias pessoas. 05) O aumento linear transversal da imagem é positivo porque o objeto e a imagem têm a mesma natureza. 20. (EBMSP – 2013.1 – 1ª FASE) Em 1982 foi apresentado um modelo de microscópio sem lente. O equipamento passou a ser conhecido como microscópio de tunelamento com var porque se baseia no efeito túnel, propriedade que permite que o elétron atravessa um material. A B y A’ B’’ B’ A’’ y’ y’’ F1 F’1 O 1 F2 1 Objetiva Ocular A figura representa o esquema básico do princípio de funcionamento de um microscópio, que alicerçou o desenvolvimento de outros dispositivoscom grande variedade de possibilidade de interação com o mundo nanométrico. Sobre o funcionamento desse dispositivo nos conhecimentos de Física, é correto afirmar: 01) A ampliação fornecida pelo microscópio é igual a y’’y’. 02) A imagem real A’B’ conjugada pela lente objetiva é o objeto virtual em relação à ocular. 03) A lente ocular forma uma imagem real de imagem formada pela lente objetiva. 04) A lente objetiva tem função de uma lupa no sistema óptico. 05) O funcionamento do microscópio composto equivale a um sistema óptico constituído por uma lupa associada a uma lente convergente posicionadas convenientemente. 21. (EBMSP – 2011.1 – 2ª fase) A figura representa o esquema simplificado de um microscópio composto, constituído de dois sistemas convergentes de lentes, a objetiva e a ocular, de distâncias focais iguais a 4,0 mm e 5,0 mm, respectivamente. Considerando que uma célula de diâmetro aproximadamente igual a 7,0.10 determine o diâmetro da imagem dessa célula quando o cartão de Guthrie – o papel de filtro no qual armazena gotas de sangue – é colocado a 5,0 mm da objetiva e o microscópio fornece uma imagem afastada de 10,0 cm da ocular. Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 1ª FASE) Em 1982 foi apresentado um modelo de microscópio sem lente. O equipamento passou a ser conhecido como microscópio de tunelamento com varredura – STM, porque se baseia no efeito túnel, propriedade que permite que o elétron atravessa um material. A’ B’ O2 F’2 2 Ocular A figura representa o esquema básico do princípio de funcionamento de um microscópio, que alicerçou o desenvolvimento de outros dispositivos com grande variedade de possibilidade de interação com o Sobre o funcionamento desse dispositivo, com base nos conhecimentos de Física, é correto afirmar: A ampliação fornecida pelo microscópio é igual A imagem real A’B’ conjugada pela lente objetiva é o objeto virtual em relação à ocular. A lente ocular forma uma imagem real de da pela lente objetiva. A lente objetiva tem função de uma lupa no O funcionamento do microscópio composto equivale a um sistema óptico constituído por uma lupa associada a uma lente convergente posicionadas convenientemente. 2ª fase) A figura representa o esquema simplificado de um microscópio composto, constituído de dois sistemas convergentes de lentes, a objetiva e a ocular, de distâncias focais iguais a 4,0 Considerando que uma célula de hemácia tem diâmetro aproximadamente igual a 7,0.10-3 mm, determine o diâmetro da imagem dessa célula o papel de filtro no qual é colocado a 5,0 mm da objetiva e o microscópio fornece uma imagem F1 O F’1 F2O1 i2 Objetiva Ocular 22. (UEFS-2015) Um objeto de 4,0cm de altura é colocado a uma distancia de 8,0cm de uma lente convergente de distancia focal 12,0cm. Com base nessas informações, o aumento linear transversal sofrido pelo objeto e igual a a) 0,5 b) 0,6 c) 1,5 d) 3,0 e) 3,5 23. (UNEB-20l5) Uma amostra de bactéria Mycobacterium tuberculosis é vista por um microscópio composto, constituído por uma lenta objetiva, de distancia focal igual a 6,0 mm, e uma lente ocular, de aumento linear aproximadamente, 11,4. Colocando 6.1 mm do centro óptico da lente objetiva, a imagem final fornecida pelo microscópio composto terá a ampliação, em módulo, de, aproximadamente. a) 870 b) 768 c) 684 d) 550 e) 532 24. (BAHIANA-2015.1) A figura representa o olho reduzido, um esquema simplificado do olho humano, no qual os meios transparentes, o humor aquoso, o cristalino e o corpo vítreo são representados por uma única lente L. Sabe-se que, no olho normal, o ponto remoto localiza-se no infinito, e o ponto próximo situa 25cm do olho. Com base nessas informações e nos conhecimentos de Física, é correto afirmar: Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala F1 F’ F’2 O2i1 Objetiva Ocular 2015) Um objeto de 4,0cm de altura é colocado a uma distancia de 8,0cm de uma lente convergente de distancia focal 12,0cm. Com base nessas informações, o aumento linear pelo objeto e igual a 20l5) Uma amostra de bactéria Mycobacterium tuberculosis é vista por um microscópio composto, constituído por uma lenta objetiva, de distancia focal igual a 6,0 mm, e uma lente ocular, de aumento linear transversal de, 11,4. Colocando-se a amostra a 6.1 mm do centro óptico da lente objetiva, a imagem final fornecida pelo microscópio composto terá a ampliação, em módulo, de, aproximadamente. representa o olho reduzido, um esquema simplificado do olho humano, no qual os meios transparentes, o humor aquoso, o cristalino e o corpo vítreo são representados por uma única lente L. se que, no olho normal, o ponto remoto e o ponto próximo situa-se a 25cm do olho. Com base nessas informações e nos conhecimentos de Física, é correto afirmar: Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala a) A amplitude de acomodação a, ou a variação da vergência ∆D, do cristalino de um olho normal é igual a 4di. b) A vergencia da lente corretiva, para um olho hipermetrope que apresento o ponto próximo a 50cm do olho, e igual a -2,0di, desprezando-se a distancia entre a lente e o olho. c) A correção da miopia é realizada com lentes de vergência positiva e devem formar, do objeto a 25 cm, uma imagem no ponto próximo do olho. d) A distancia focal da lente que corrige a hipermetropia é calculada pela equação dos pontos conjugados PP 1 25 1 f 1 , sendo Pp o ponto próximo do hipermétrope. e) A distância da imagem projetada no fundo do olho em relação ao cristalino é variável. 25. (UEFS) Um objeto de 20,0cm de altura encontra-se a uma distância de 30,0cm de uma lente. Considerando-se que a imagem virtual produzida tem 4,0cm de altura, é correto afirmar: a) A lente é divergente, a distância focal é igual a - 7,5cm, e a imagem se forma a uma distância de 6,0cm. b) A lente é convergente, a distância focal é igual a 5,0cm, e a imagem se forma a uma distância de 5,0cm. c) A distância focal dessa lente é igual a 6,0cm, e a lente é convergente. d) A imagem se formará a uma distância de 4,0cm, e a lente é divergente. e) A distância focal dessa lente convergente é 20,0cm. 26. (Medicina-UNIME-2014.2) Quando se diz que um dado defeito de visão é corrigido com este ou aquele tipo de lente, isso significa que o defeito desaparece após algum tempo de uso da lente corretora. A função da lente é apenas tornar possível a visão nítida dos objetos para situações em que, sem ela, isso não seria possível. Com base nos conhecimentos sobre a Óptica, é correto afirmar: 01) A lente corretora de miopia deve ser convergente, para diminuir a vergência do globo ocular. 02) A presbiopia é um defeito adquirido pelo olho devido a traumatismo e ocorre, principalmente, em lutadores de judô e de boxe. 03) A íris, parte dos olhos, corresponde, na máquina fotográfica, ao diafragma. 04) O homem tem visão estereoscópica porque tem a capacidade de alterar a posição dos cristalinos. 05) A imagem que se observa através de um microscópio compacto é real e invertida. 27. (Medicina-FITS-2014.2) Dentre todas as aplicações da óptica geométrica, a que mais se destaca pelo seu uso no cotidiano é o estudo das lentes esféricas, seja em sofisticados equipamentos de pesquisa astronômica, ou em câmeras digitais comuns, seja em lentes de óculos ou lupas. As lentes podem ter uma grande variedade de formas. Uma lente é normalmente um sistema óptico constituído por dois ou mais dioptros, um dos quais, pelo menos, é curvo. As superfícies não planas têm os respectivos centros de curvatura sobre um eixo comum. São quase sempre esféricas e freqüentemente revestidas de filmes dielétricos, que permitem controlar a sua transmissão. Com base nos conhecimentos sobre Óptica, é correto afirmar: a) Distância focal é a medida da distância entre os focos principaisde uma lente. b) O cristalino é uma lente plano-convexa natural do olho humano, cuja função é auxiliar na focalização da imagem sobre a retina. c) Tanto lentes de bordas finas como de bordas espessas podem ser convergentes, dependendo do seu índice de refração em relação ao do meio externo. d) As lentes mais espessas no eixo do que na borda são chamadas de lentes côncavas ou convergentes e são responsáveis pelo aumento da convergência do feixe incidente. e) Quando se faz incidir um feixe colimado numa lente convergente ou divergente, o ponto para o qual o feixe converge ou do qual ele parece divergir é o centro de curvatura da lente. 28. (UNEB-2011) Para que ocorra a visão, é necessário que exista uma fonte de luz. [...] A luz entra pela pupila e atravessa o cristalino, o qual projeta uma imagem na retina. Esta funciona como um conjunto de células fotoelétricas, que recebem a energia luminosa e a transformam na energia elétrica levada pelos nervos ópticos até o córtex visual, parte do cérebro responsável pela visão. [...] Na produção de filmes 3D, a câmara estereoscópica simula a visão do olho humano. Cada lente é colocada acerca de seis centímetros uma da outra. Nesse processo ainda devem ser controlados zoom, foco, abertura, enquadramento e o ângulo relativo entre elas. [...] Um truque utilizado pela indústria é filmar através de uma lente e usar um espelho para projetar uma imagem deslocada em uma segunda lente. A imagem refletida é girada e invertida antes da edição do filme. (KILNER, 2010). Além da informação acerca da localização, a visão fornece informações complementares sobre a natureza dos vários objetos observados. Considerando-se o conhecimento biológico associado à capacidade visual e suas limitações, é correto afirmar: Visite o canal: www.youtube.com/fisicabala 01) O cristalino é uma lente biconvexa e opaca responsável por filtrar o excesso de luz que atravessa a pupila em direção à retina presente no fundo do olho. 02) A imagem focalizada na retina estimula células cones fotossensíveis que interpretam e reconhecem os objetos a serem observados. 03) A miopia é uma deficiência na acuidade visual que se caracteriza por formar uma imagem totalmente invertida exatamente no fundo da retina. 04) A visão representa uma parte significativa do influxo sensitivo total de que o cérebro humano depende para interpretar o ambiente que nos cerca. 05) A íris, em analogia com uma máquina fotográfica, funciona como o filme fotográfico, enquanto a retina funciona como a lente dessa máquina. 29. (UNEB-2011) Com base nas informações do texto e nos conhecimentos sobre Óptica Geométrica, é correto afirmar: 01) A imagem formada na retina do olho tem as mesmas características da imagem formada em uma câmara escura. 02) A imagem formada por uma lente convergente de um objeto situado a qualquer posição diante dessa lente pode ser reproduzida pelo cristalino do olho. 03) A lente da câmara estereoscópica utilizada para produzir filme 3D é divergente. 04) O espelho usado para projetar uma imagem deslocada em uma segunda lente é convexo. 05) O olho que observa por uma lente com filtro vermelho vê imagem dessa cor porque essa lente reflete difusamente a luz vermelha proveniente da tela. GABARITO 01. 20 cm 02. 60 cm, real e invertida e – 2. 03. 60 cm e 40 cm 04. a) Convergente. b) 40 cm c) 30 cm 05. e 06. a) Convergente. b) 25 cm; c) 1m. 07. b 08. a) 60 cm b) 20 cm 09. e 10. a 11. d 12. 50 cm e 2 di 13. a) 2di e 50 cm b) convergente 14. b 15. a) 2 m b) – 0,5di c) divergente 16. 6 m 17. 25 cm 18. 05 19. 04 20. 05 21. 0,588 mm 22. d 23. 03 24. 1 25. a 26. 03 27. c 28. 04 29. 01
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