Lista I de exercícios_Óptica_2020_1

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Óptica 
NHT3044-15 – 1º. quadrimestre de 2020 
Prof. Ricardo A. Terini 
 
Lista de exercícios I 
- Óptica Geométrica 
 
1. Compare e diferencie as visões sobre a natureza da luz e sua propagação de 
Descartes, Newton e Huygens. 
2. Demonstre como Newton e Huygens puderam prever como seria a velocidade da luz 
em meios mais densos, como a água, em relação ao ar. 
3. A imagem de uma árvore cabe precisamente em um espelho plano com 5,0 cm de 
altura quando o espelho é mantido a uma distância de 40,0 cm do olho. A árvore está a 
uma distância de 35,0 m do espelho. Qual é a altura da árvore? 
4. Se um espelho esférico for imerso na água, sua distância focal se alterará? E se uma 
lente delgada convergente for imersa na água? Explique. 
5. Uma pessoa observa o próprio reflexo no lado côncavo de uma colher brilhante. A 
imagem é direita ou invertida? A distância entre o rosto dela e a colher é importante? E 
se ela olhar no lado convexo? 
6. Uma bolha de ar esférica na água pode funcionar como uma lente. Ela é convergente 
ou divergente? Como seu raio está relacionado à distância focal? 
7. Você não pode ver com nitidez embaixo d'água a olho nu; contudo, você consegue ver 
com nitidez usando um capacete fechado ou óculos de mergulho (desde que exista ar 
entre seus olhos e o capacete ou os óculos de mergulho). Por que existe essa 
diferença? 
8. O diâmetro de Marte é de 6.794 km e sua distância mínima até a Terra é de 5,58 x 107 
km. Quando Marte está a essa distância da Terra, qual o diâmetro da imagem de Marte 
formada por um telescópio com um espelho esférico côncavo cuja distância focal é 
igual a 1,75 m? 
9. Um espelho de barbear esférico e côncavo possui raio de curvatura igual a 32,0 cm. 
(a) Qual é a ampliação do rosto de uma pessoa que está a 12,0 cm à esquerda do 
vértice do espelho? (b) Onde a imagem se forma? Ela é real ou virtual? (c) Faça um 
diagrama dos raios principais mostrando a formação da imagem. 
10. Para um espelho esférico convexo que possui uma distância focal f = - 12,0 cm, a que 
distância do vértice do espelho um objeto estará se a imagem for real e tiver altura 
igual à metade da altura do objeto? 
11. Um espelho retrovisor do lado do passageiro de um carro é convexo e possui raio de 
curvatura cujo valor absoluto é 18,0 cm. (a) Outro carro é visto nesse espelho e está a 
uma distância de 9,0 m atrás do espelho. Se a altura desse carro é 1,5 m, qual é a 
altura da imagem? (b) O espelho contém uma frase alertando que os objetos nele 
vistos estão mais próximos do que parecem. Por que isso ocorre? 
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12. Um líquido transparente preenche um tanque cilíndrico até uma profundidade de 3,60 
m, acima da qual o espaço é ocupado pelo ar. Olhando de cima para baixo, você vê 
uma pequena pedra esférica no fundo do tanque. A profundidade aparente da pedra 
abaixo da superfície do líquido é 2,45 m. Qual é o índice de refração desse líquido? 
13. Uma lente menisco convergente com um índice de refração de 1,52 possui superfícies 
esféricas cujos raios são 7,0 cm e 4,0 cm. Qual é a posição da imagem se um objeto é 
colocado 24,0 cm à esquerda da lente? Qual é a ampliação? 
14. Um slide fotográfico está situado à esquerda de uma lente. A lente projeta a imagem 
do slide sobre uma parede situada 6,0 m à direita do slide. O tamanho da imagem é 80 
vezes maior que o tamanho do slide. (a) Qual é a distância entre o slide e a lente? (b) 
A imagem é direita ou invertida? (c) Qual é a distância focal da lente? (d) A lente é 
convergente ou divergente? 
15. Um fabricante de lentes deseja produzir uma lupa de vidro que tenha um índice de 
refração n = 1,55 e uma distância focal de 20,0 cm. Se as duas superfícies da lente 
devem ter o mesmo raio, qual deve ser esse raio? 
16. Um objeto está situado a uma distância de 16,0 cm à esquerda de uma lente. A 
imagem se forma a uma distância de 36,0 cm à direita da lente. (a) Qual é a distância 
focal da lente? Ela é convergente ou divergente? (b) Sabendo que a altura do objeto é 
igual a 8,0 mm, qual é a altura da imagem? A imagem é direita ou invertida? (c) Faça 
um diagrama dos raios principais. 
17. Um objeto de 1,20 cm de altura está 50,0 cm à esquerda de uma lente convergente de 
40,0 cm de distância focal. Uma segunda lente convergente, possuindo distância focal 
de 60,0 cm, situa-se 300,0 cm à direita da primeira lente ao longo do mesmo eixo ótico. 
(a) Encontre a posição e a altura da imagem (chame-a I1) formada pela lente com uma 
distância focal de 40,0 cm. (b) I1 agora é o objeto para a segunda lente. Determine o 
local e a altura da imagem produzida pela segunda lente. Esta é a imagem final 
produzida pela combinação de lentes. 
18. O cristalino do olho humano é uma lente biconvexa feita de material contendo índice 
de refração de 1,44 (embora varie). Sua distância focal no ar é aproximadamente 8,0 
mm, que também varia. Vamos considerar que os raios de curvatura de suas duas 
superfícies possuem o mesmo módulo. (a) Encontre os raios de curvatura dessa lente. 
(b) Se um objeto de 16 cm de altura é colocado a 30,0 cm do cristalino, onde estaria e 
qual altura a imagem teria? Essa imagem é real ou virtual? É direita ou invertida? 
(Nota: os resultados obtidos aqui não são estritamente exatos, pois o cristalino está 
envolto em fluidos que têm índices de refração diferentes do índice do ar.) 
19. A distância focal de uma lupa simples é 8,0 cm. Suponha que a lupa seja uma lente 
delgada muito próxima do olho. (a) A que distância um objeto deve ser colocado para 
que a imagem seja formada sobre o ponto próximo a 25,0 cm do olho? (b) Se o objeto 
possui uma altura igual a 1,0 mm, qual é a altura da imagem formada pela lupa? 
20. A Figura mostra um objeto e sua imagem 
formada por uma lente delgada. (a) Qual é 
a distância focal da lente e qual é o tipo de 
lente (convergente ou divergente)? (b) Qual 
é a altura da imagem? Ela é real ou virtual?