Lista exercícios

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Centro Universitário das Américas 
Disciplina: 
Óptica e Eletromagnetismo 
Professor Milton Zanotti Júnior 
SEGUNDA LISTA DE EXERCÍCIOS 
Refração e Lentes 
 
Óptica e Eletromag Segunda lista de exercícios 1 
 
1. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 430, Problemas Conceituais, Ex. 8) Um pássaro pousado em um galho 
acima da água é visto por um mergulhador submerso na água diretamente 
abaixo do pássaro. Para o mergulhador, o pássaro parece estar mais próximo 
ou mais afastado da superfície da água do que ele realmente esta? 
 
 
2. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 400, Problemas Conceituais, Ex. 9) Um objeto é colocado no eixo de 
uma lente divergente cuja distância focal tem magnitude de 10 cm. A distância 
do objeto à lente é 40 cm. A imagem é: 
a) real, invertida e reduzida b) real, invertida e ampliada c) virtual, 
invertida e reduzida d) virtual, direita e reduzida e) virtual, direita e 
ampliada. 
Resp.: d 
 
3. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 400, Problemas Conceituais, Ex. 10) Se um objeto é colocado entre o 
ponto focal de uma lente convergente e o centro óptico da lente, a imagem é: 
a) Real, invertida e reduzida b) Real, invertida e ampliada 
 c) Virtual, invertida e reduzida d) Virtual, direita e reduzida, 
e) Virtual, direita e ampliada. 
 
Resp.: c 
 
4. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Problemas Conceituais, Ex. 11) Uma lente convergente é feita de 
vidro com índice de refração de 1.6. Quando a lente está no ar, sua distância 
focal é de 30 cm. Quando a lente está imersa na água, sua distância focal é: 
 
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Óptica e Eletromag Segunda lista de exercícios 2 
 
a) é maior que 30 cm, (b) está entre zero e 30 cm, (c) é igual a 30 cm, (d) tem 
valor negativo. 
Resp.: a 
 
5. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Ex. 12) Verdadeiro ou falso 
a) Uma imagem virtual não pode ser mostrada em um anteparo. 
b) Uma distância imagem negativa implica que a imagem seja virtual. 
c) Todos os raios paralelos ao eixo de um espelho esférico são refletidos 
através de um único ponto. 
d) Uma lente divergente não pode formar uma imagem real de um objeto real. 
e) A distância imagem para uma lente convergente é sempre positiva. 
 
a) Verdadeiro 
b) Verdadeiro 
c) Falso. Onde os raios interceptam o eixo de um espelho esférico depende de quão longe 
do eixo eles são refletidos do espelho. 
d) Verdadeiro 
e) Falso. A distância imagem para uma imagem virtual é negativa. 
 
6. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Ex. 13) Tanto o olho humano quanto a câmera digital trabalham para 
formar imagens reais em superfícies sensível à luz. O olho forma uma imagem 
real na retina e a câmera forma uma imagem real em um arranjo CCD, 
Explique a diferença entre as maneiras pelas quais estes dois sistemas se 
acomodam. Isto é, a diferença entre como um olho se ajusta e como uma 
câmera se ajusta (ou pode ser ajustada) para formarem uma imagem focalizada 
de objetos a grande e pequenas distâncias da câmera. 
 
 
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7. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Ex. 14) Se um objeto estivesse a 25 cm na frente dos olhos nus de 
uma pessoa hipermetrope, uma imagem: 
a) seria formada atrás da retina se não fosse pelo fato de a luz ser bloqueada 
(pelo fundo do globo ocular0 e a lente de contato corretiva deveria ser 
convexa, 
b) seria formada atrás da retina se não fosse pelo fato de a luz ser bloqueada 
(pelo fundo do globo ocular) e a lente de contato corretiva deveria ser 
côncava; 
c) é formada na frente da retina e a lente de contato corretiva deveria ser 
convexa, 
d) é formada na frente da retina e a lente de contato corretiva deveria ser 
côncava. 
Resp.: Alternativa (a). 
 
8. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 432, Ex. 34) Um bastão de vidro muito longo com 1,75 cm de diâmetro 
tem um lado polido formando uma superfície esférica convexa com 7,20 cm 
de raio. O material do vidro tem índice de refração de 1,68. 
a) Um objeto puntiforme no ar está no eixo do bastão e a 30,0 cm da superfície 
esférica. Determine a localização da imagem e diga se ela é real ou virtual. Resp.: 
27 cm 
b) Repita a parte (a) para um objeto puntiforme no ar, no eixo e a 5,00 cm da 
superfície esférica. Desenhe um diagrama de raios para cada caso. Resp.: -16 cm 
 
9. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 432, Ex. 35) Um peixe esta a 10 cm da superfície da frente de uma aquário 
esférico com 20 cm de raio. 
 
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a) A que distância atrás da superfície do aquário parece estar para alguém 
que o observe pela frente do aquário? Resp.: 8,6 cm 
b) A que distância a localização aparente do peixe varia (relativamente à 
superfície frontal do aquário) quando ele nada se afastando 30 cm da 
superfície frontal? Resp.: 27 cm 
 
10. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 432, Ex. 41) Uma lente dupla côncava que tem índice de refração igual a 
1,45 cm tem raios cujas magnitudes são iguais a 30,0 cm e 25,0 cm. Um objeto 
está localizado a 80,0 cm à esquerda da lente. Determine: 
a) A distância focal da lente, Resp. : - 30 cm 
b) A localização da imagem e (Resp.: -21,98 cm) 
c) A ampliação da imagem. Resp.: 0,27 
d) A imagem é real ou virtual? A imagem é direita ou invertida? 
 
11. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 432, Ex. 42) As seguinte lentes delgadas são feitas de vidro com índice de 
refração igual a 1,60. Faça um esboço de cada lente e determine a distância 
focal de cada uma no ar: 
a) r1 = 20,0 cm e r2 = 10,0 cm (Resp.: - 33 cm) 
b) r1 = 10,0 cm e r2 = 20,0 cm (Resp.: 33 cm) 
c) r1 = -10,0 cm e r2 = -20,0 cm (Resp.: - 33 cm) 
 
12. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 433, Ex. 60) A aberração cromática é um defeito comum de: 
a) lentes côncavas e convexas, 
b) apenas lentes côncavas, 
c) espelhos côncavos e convexos, 
d) todas as lentes e espelhos. 
 
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Resp.: alternativa (a) 
 
13. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 433, Ex. 61) Uma lente dupla-convexa simétrica tem raios de curvatura 
iguais a 10,0 cm. Ela é feita de vidro com índice de refração igual a 1,530 para 
luz azul e igual a 1,470 para a luz vermelha. Determine a distância focal desta 
lente para cada uma das luzes. 
Resp.: Vermelha: 10,6 cm; azul: 9,43 cm 
14. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 434, Ex. 63) Determine a variação na distância focal do olho quando um 
objeto originariamente a 3,0 m é trazido a 30 cm do olho. 
Resp.: -1,7 mm 
 
15. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 434, Ex. 63) Uma pessoa com hipermetropia requer lentes com potência 
igual a 1,75 D para ler confortavelmente de um livro que está a 25,0 cm deseus olhos. Qual é o ponto próximo da pessoa sem as lentes? 
Resp.: -44,4 cm 
 
16. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 434, Ex. 75) Qual o poder de ampliação de uma lente que tem uma 
distância focal igual a 7,0 cm quando a imagem é vista no infinito por uma 
pessoa cujo ponto próximo esta a 35 cm? 
Resp.: 5,0 
 
17. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 434, Ex. 75) Uma lente que tem distância focal igual a 6,0 cm é usada 
como uma lupa simples por uma pessoa cujo ponto próximo é 25 cm e por 
outra pessoa cujo ponto próximo é 40 cm. 
 
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a) Qual é o poder de ampliação efetivo da lente para cada pessoa? Resp.: 4,2 e 6,7 
b) Compare os tamanhos das imagens nas retinas quando cada pessoa enxerga o 
mesmo objeto com a lupa. Resp.: 0,63 
 
18. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Espelhos esféricos, Ex. 24) Um espelho côncavo tem raio de 
curvatura igual a 24 cm. Use diagramas de raios para localizar a imagem, se 
ela existe, para um objeto próximo ao eixo a distâncias de: 
c) 55 cm; (Resp.: Imagem real, invertida e reduzida). 
d) 24 cm; (Resp.: Imagem real, invertida e mesmo tamanho). 
e) 12 cm; (Resp.: não forma imagem). 
f) 8,0 cm. (Resp.: Imagem virtual, direita e ampliada). 
Para cada caso, diga se a imagem é real ou virtual; direita ou invertida; e 
ampliada e reduzida ou tem mesmo tamanho que o objeto. 
 
19. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Espelhos esféricos, Ex. 25) a) Use a equação dos espelhos para 
calcular as distâncias imagem para as distâncias objeto e para o espelho do 
problema anterior. b) Calcule a ampliação para cada distância objeto dada. 
Resp.: a)15 cm, 24 cm, indefinida, -0,2 m; b) -0,28, -1,0, indefinida, 3 
 
20. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Espelhos esféricos, Ex. 26) Um espelho convexo tem raio de 
curvatura igual a 24 cm. Use diagramas de raios para localizar a imagem, se 
ela existe, para um objeto próximo ao eixo a distâncias de: 
 
d) 55 cm; (Resp.: Imagem virtual, direita e reduzida). 
e) 24 cm; (Resp.: Imagem virtual, direita e reduzida). 
f) 12 cm; (Resp.: Imagem virtual, direita e reduzida). 
g) 8,0 cm. (Resp.: Imagem virtual, direita e reduzida). 
 
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h) 1,0 cm (Resp.: Imagem virtual, direita e reduzida). 
Para cada caso, diga se a imagem é real ou virtual; direita ou invertida; e 
ampliada e reduzida ou tem mesmo tamanho que o objeto. 
 
21. (Tipler e Mosca, Física para Cientistas e Engenheiros, vol. 2 6ª Edição, 
pg. 431, Espelhos esféricos, Ex. 27) a) Use a equação dos espelhos para 
calcular as distâncias imagem para as distâncias objeto e para o espelho do 
problema anterior. b) Calcule a ampliação para cada distância objeto dada. 
Resp.: a) -9,9 cm, -8,0 cm, -6,0 cm, -4,8 cm; b) 0,18, 0,33, 0,50, 0,60