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Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br Lentes esféricas delgadas Lente esférica é o sistema óptico constituído por três meios homogêneos e transparentes separados por uma superfície esférica e outra plana ou por duas superfícies esféricas. NOMENCLATURA E TIPOS Lente convergente é aquela que faz convergir, num ponto, raios paralelos sobre ela incidentes. Quando os raios divergem ao emergir da lente, ela é dita divergente. COMPORTAMENTO ÓPTICO Lente Bordas delgadas Bordas espessas Convergente nlente > nmeio nlente < nmeio Divergente nlente < nmeio nlente > nmeio Lente delgada é a lente cuja espessura é pequena quando comparada aos raios de curvatura das faces esféricas. RAIOS FUNDAMENTAIS Lente delgada convergente F: foco principal do objeto; F’: foco principal imagem; O: centro óptico; f: distância focal Lente delgada divergente CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Lente delgada convergente 1º) Objeto além do ponto antiprincipal C 2º) Objeto sobre o ponto antiprincipal C Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br 3º) Objeto entre o ponto antiprincipal C e o foco principal objeto F 4º) Objeto sobre o foco principal objeto F 5º) Objeto entre o foco principal objeto f e o centro óptico O 6º) Objeto impróprio (objeto no infinito) Lente divergente ESTUDO ANALÍTICO DAS LENTES Vergência das lentes Vergência ou convergência V de uma lente é o inverso de sua distância focal f. A vergência é medida em dioptria ou grau: 1 di = 1 m-1. Fórmula dos fabricantes de lentes (Halley) n2: índice de refração da lente. n1: índice de refração do meio que a envolve. Para os raios de curvatura deve-se usar a seguinte convenção de sinais: Equação dos pontos conjugados (Equação de Gauss) Aumento linear transversal A aberração cromática de uma lente é o defeito decorrente da decomposição da luz branca ao atravessar o sistema. A correção desse defeito é feita por meio da associação de lentes, sobretudo com a utilização de lentes justapostas (pares de lentes com separação nula entre elas). VERGÊNCIA D DE DUAS LENTES JUSTAPOSTAS V: vergência da associação V1 e V2: vergência das lentes associadas INSTRUMENTO DE PROJEÇÃO Instrumentos ópticos que fornecem uma imagem real que pode, portanto, ser projetada sobre um anteparo, uma tela ou um filme. f 1 V Face convexa raio de curvatura positivo Face côncava raio de curvatura negativo io d 1 d 1 f 1 o i h h A o i d d A V = V1 + V2 Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br Câmara fotográfica A câmara fotográfica é o dispositivo constituído, opticamente, por uma lente convergente que projeta sobre um filme a imagem invertida e menor de um projeto. O objeto a ser fotografado posiciona-se além do ponto antiprincipal objeto C. Projetor O projetor é um sistema óptico constituído basicamente por uma lente convergente, que projeta uma imagem invertida e maior de um objeto (filme, slide) sobre uma tela. O objeto é posicionado entre o foco principal objeto F e o ponto antiprincipal objeto C. INSTRUMENTOS DE OBSERVAÇÃO Instrumentos ópticos que fornecem uma imagem final virtual do objeto. Lupa ou lente de aumento A lupa é um instrumento óptico constituído por uma única lente convergente, estando o objeto observado entre o foco-objeto e a lente. È também denominada lente de aumento. A objetiva de um instrumento óptico é a lente que está mais próxima do objeto, fornecendo deste a primeira imagem. A ocular de um instrumento óptico é a lente que se situa próxima ao olho do observador, fornecendo a imagem final do sistema. Microscópio composto É o aparelho óptico constituído pela associação de duas lentes convergentes, permitindo a observação de objetos de dimensões reduzidas. Aumento do microscópio: DESAFIO 01. São lentes de vidro no ar divergentes a) biconvexa e plano-côncava b) biconvexa e plano-convexa c) plano-côncava e plano-convexa d) plano-côncava e bicôncava e) biconvexa e bicôncava 02. Uma lente côncavo-convexa feita de vidro e imersa no ar é: a) divergente b) convergente c) convergente, somente se a luz incidir na face côncava d) convergente, somente se a luz incidir na face convexa e) divergente, somente se a luz incidir na face côncava 03. Uma lente feita de um material cujo índice de refração é 1,5 é convergente no ar. Quando mergulhada num líquido transparente cujo índice de refração é 1,7: a) ela será convergente b) ela será divergente c) ela passa a se comportar como um prisma d) ela passa a se comportar como um lâmina de faces paralelas e) ela não produzirá nenhum efeito sobre os raios luminosos. 04. É possível projetar sobre um anteparo a imagem fornecida por: a) uma lente divergente de um objeto real, qualquer que seja sua posição b) uma lente convergente de um objeto real colocado entre o foco objeto e a lente c) uma lente convergente de um objeto real colocado entre o foco objeto e o ponto anti- principal objeto da lente d) uma lente convergente de um objeto real, qualquer que seja sua posição e) qualquer tipo de lente para qualquer posição de um objeto real. A = Aob..Aoc. Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br 05. Não pode ser projetada sobre anteparo a imagem formada de um objeto real por uma: a) lente convergente, qualquer que seja a posição do objeto. b) lente divergente, qualquer que seja a posição do objeto. c) lente convergente, quando o objeto está entre o foco e o ponto anti-principal objeto. d) lente convergente, quando o objeto está sobre o ponto anti-principal objeto da lente. e) lente convergente, quando o objeto está antes do ponto anti-principal objeto da lente. 06. Uma lente divergente de um objeto real fornece sempre uma imagem: a) real, invertida e ampliada b) real, invertida e diminuída c) virtual, direita e ampliada d) virtual, direita e diminuída e) real, direita e diminuída 07. No esquema, o é um objeto real e i sua imagem produzida pelo sistema óptico S, que deve ser: a) uma lente delgada convergente b) uma lente delgada divergente c) um prisma d) um espelho esférico côncavo e) um espelho esférico convexo 08. De um objeto real, colocado entre o foco objeto e o centro óptico de uma lente delgada convergente, esta fornece uma imagem: a) direita, virtual e maior b) direita, real e maior c) invertida, real e menor d) direita, virtual e menor e) invertida, real e maior 09. A máquina fotográfica comum é constituída basicamente de uma lente convergente que fornece, de um objeto real, imagem: a) virtual, direita e maior b) real, invertida e maior c) real, invertida e menor d) real, direita e menor e) virtual, invertida e menor 10. Uma lente delgada convergente, funcionando como lupa, fornece uma imagem: a) real, invertida e maior b) real, invertida e menor c) virtual, direita e maior d) virtual, direita e menor e) virtual, invertida e maior 11. Uma lente biconvexa de vidro de índice de refração 1,5 é usada em três experiências sucessivas A, B e C. Em todas elas, recebe um feixe de raios paralelos ao seu eixo principal. Na experiência A, a lente está imersa no ar; em B, na água de índice de refração 1,33; e, em C, imersa em bissulfeto de carbono líquido de índice de refração 1,64. O feixe de luz emergente: a) é convergente nas experiências A, B e C. b) é divergente nas experiências A, B e C. c) é convergente em A e B e divergente em C. d) é divergente em A e B e convergente em C.e) é divergente em A e convergente em B e C. 12. Um estudante deseja queimar uma folha de papel, concentrando, com apenas uma lente, um feixe de luz solar na superfície da folha. Para tal, ele dispõe de 4 lentes de vidro, cujos perfis são mostrados a seguir: Para concluir seu intento, o estudante poderá usar as lentes: a) I ou II somente. b) I ou III somente. c) I ou IV somente. d) II ou III somente. e) II ou IV somente. o i S Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br 13. Uma lanterna é construída com um espelho esférico E e uma lente convergente L. A lâmpada, de filamento incandescente muito pequeno, deve ficar situada de modo que este coincida: a) com o foco da lente e com o foco do espelho. b) com o foco da lente e com o centro de curvatura do espelho. c) com o centro de curvatura do espelho e com o centro óptico da lente. d) com o centro óptico da lente e com o foco do espelho. e) com o foco do espelho simplesmente. 14. (Cesgranrio-RJ) Duas lentes delgadas L1 e L2, de eixos ópticos coincidentes estão separadas por uma distância d = 10,0 cm. A lente L1 é convergente e de distância focal f1 = 30,0 cm. O sistema formado pelas duas lentes é tal que raios paralelos ao eixo óptico incidentes em L1 continuam nessa mesma direção ao emergir de L2 (sistema afocal). Qual das opções fornece corretamente o tipo e a distância focal (em módulo) da lente L2 ? tipo distância focal a) divergente 10,0 cm b) convergente 10,0 cm c) divergente 20,0 cm d) convergente 20,0 cm e) divergente 30,0 cm 15. (FCC-SP) Uma lente convergente L, conjuga a um objeto real O uma imagem real I, conforme o esquema: A distância focal dessa lente, em metros, é igual a: a) 5,0 b) 4,0 c) 3,0 d) 2,0 e) 1,0 16. (Fuvest-SP) Uma pessoa segura uma lente delgada junto a um livro, mantendo seus olhos aproximadamente a 40 cm da página, obtendo a imagem indicada na figura. Em seguida, sem mover a cabeça ou o caderno, vai aproximando a lente de seus olhos. A imagem, formada pela lente, passará a ser a) sempre direita, cada vez menor. b) sempre direita, cada vez maior. c) direita cada vez menor, passando a invertida e cada vez menor. d) direita cada vez maior, passando a invertida e cada vez menor. e) direita cada vez menor, passando a invertida e cada vez maior. 17. (FUVEST-SP) Tem-se um objeto luminoso situado num dos focos principais da lente convergente. O objeto afasta-se da lente , movimentando-se sobre seu eixo principal. Podemos afirmar que a imagem do objeto, à medida que ele se movimenta, 1,0 m 1,0 m L O Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br a) cresce continuamente b) passa de virtual para real c) afasta-se cada vez mais da lente d) aproxima-se do outro foco principal da lente e) passa de real para virtual 18. Cesgranrio-RJ) De um objeto colocado a 20 cm de uma parede, uma lente convergente, entre ambas, forma sobre essa parede, uma imagem de tamanho igual ao do objeto. A distância focal dessa lente vale: a) 5,0 cm b) 10 cm c) 15 cm d) 20 cm e) 40 cm 19. (UnB-Df) Uma lente biconvexa feita de vidro com índice de refração 1,50 tem raios de curvatura 3 cm e 5 cm. A distância focal da lente, suposta no ar, é: a) 3,75 cm b) 3,25 cm c) 4,25 cm d) 4,5 cm 20. (ITA-SP) Uma vela se encontra a uma distância de 30 cm de uma lente plano-convexa que projeta uma imagem nítida de sua chama em uma parede a 1,2 m de distância da lente. Qual é o raio de curvatura da parte curva da lente se o seu índice de refração é 1,5? a) 60 cm b) 30 cm c) 24 cm d) 12 cm e) É outro valor, diferente dos anteriores 21. (UFU-MG) Um objeto AB encontra-se diante de uma lente divergente, como mostra a figura. Analise as afirmativas seguintes e indique aquela que está correta: a) A distância da imagem à lente é 12 cm. b) O aumento fornecido pela lente é 3. c) O tamanho da imagem é 30 cm. d) A lente divergente fornece sempre uma imagem invertida e menor do que o objeto, qualquer que seja a posição deste sobre o eixo principal da lente. e) A lente divergente fornece sempre uma imagem virtual, qualquer que seja a posição do objeto real sobre o eixo principal da lente. 22. A figura abaixo mostra, numa mesma escala, o desenho de um objeto retangular e sua imagem, formada a 50 cm de uma lente convergente de distância focal f. O objeto e a imagem estão em planos perpendiculares ao eixo óptico da lente. Podemos afirmar que o objeto e a imagem: a) estão do mesmo lado da lente e que f = 150 cm. b) estão em lados opostos da lente e que f = 150 cm. c) estão do mesmo lado da lente e que f = 37,5 cm. d) estão em lados opostos da lente e que f = 37,5 cm. e) podem estar tanto do mesmo lado como em lados opostos da lente e que f = 37,5 cm. 23. (FUVEST) 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 15 cm, colocada a 20 cm do objeto. b) convergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto. c) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto. d) divergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto. e) divergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto. 6 cm 12 cm 10 cm A B F (foco) F Eixo principal Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br 24. Numa experiência de Óptica Geométrica dispuseram-se uma vela e uma lente convergente L, de distância focal igual a 20 cm, como mostra a figura. A vela foi deslocada de x0 a x1, com velocidade escalar igual a 1,0 cm/s. Enquanto a vela foi deslocada, o módulo da velocidade média da imagem foi, em cm/s, igual a: a) 5,0 b) 4,0 c) 3,0 d) 2,0 e) 1,0 25. (Fatec-SP) Justapõem-se duas lentes delgadas cujas distâncias focais são + 10 cm e – 20 cm, respectivamente. A distância focal do par é: a) – 10 cm b) – 5 cm c) + 5 cm d) + 20 cm e) nenhuma das anteriores 26. (Uniube-MG) A objetiva de uma máquina fotográfica tem distância focal 100 mm e possui um dispositivo que permite seu avanço e retrocesso. A máquina é utilizada para tirar duas fotos: uma de um objeto no infinito e outra de um objeto distante 30 cm da objetiva. O deslocamento da objetiva, de uma foto para outra, em mm foi de: a) 50 b) 100 c) 150 d) 200 e) 250 27. (ITA-SP) O sistema de lentes de uma câmara fotográfica pode ser entendido como uma fina lente convergente de distância focal a 25,0 cm. A que distância da lente (di) deve estar o filme para receber a imagem de uma pessoa sentada a 1,25 m da lente? a) 8,4 cm b) 31,3 cm c) 12,5 cm d) 16,8 cm e) 25,0 cm 28. Um projetor de slides deve projetar na tela uma imagem ampliada 24 vezes. Se a distância focal da lente objetiva do projetor é de 9,6cm, a que distância do slide deve ser colocada a tela? a) 250 cm b) 240 cm c) 10 cm d) 230 cm e) 220 cm 29. (UFES) Uma lupa é construída com uma lente delgada biconvexa com distância focal de 10 cm. A que distância do centro óptico da lupa, sobre o eixo principal, devemos colocar um objeto para que a sua imagem apareça ampliada por um fator 5? a) 2 cm b) 6 cm c) 8 cm d) 12 cm e) 15 cm 30. (UFF-RJ) A figura mostra um microscópio artesanal construído com um tubo de plástico PVC e duas lentes convergentes. As lentes L1 e L2 distam 20,0 cm uma da outra e têm distâncias focais f1 = 3,0 cm ef2 = 10,00 cm, respectivamente. Um inseto colocado a 4,0 cm da lente L1 é observado com esse microscópio. Nessa situação, o observador vê o inseto com tamanho N vezes maior, sendo N igual a: a) 3 b) 5 c) 8 d) 12 e) 15 30 cm 40 cm x1 x0 L Prof. Aderson Simões adersonsimoes.blogspot.com.br GABARITO 01. D 11. C 21. E 02. B 12. B 22. D 03. B 13. B 23. A 04. C 14. C 24. D 05. B 15. D 25. D 06. D 16. A 26. A 07. B 17. D 27. B 08. A 18. A 28. A 09. C 19. A 29. C 10. C 20. D 30. E
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