Óptica da Visão APROFUNDAMENTO Profº. JB

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1 Óptica da Visão APROFUNDAMENTO Profº. JB 1. (Unesp 2005) Uma pessoa, com certa deficiência visual, utiliza óculos com lentes convergentes. Colocando-se um objeto de 0,6 cm de altura a 25,0 cm da lente, é obtida uma imagem a 100 cm da lente. Considerando que a imagem e o objeto estão localizados do mesmo lado da lente, calcule a) a convergência da lente, em dioptrias. b) a altura da imagem do objeto, formada pela lente. 2. (Unifesp 2006) Um estudante observa que, com uma das duas lentes iguais de seus óculos, consegue projetar sobre o tampo da sua carteira a imagem de uma lâmpada fluorescente localizada acima da lente, no teto da sala. Sabese que a distância da lâmpada à lente é de 1,8 m e desta ao tampo da carteira é de 0,36 m. a) Qual a distância focal dessa lente? b) Qual o provável defeito de visão desse estudante? Justifique. 3. (Uerj 2004) Considere uma pessoa míope que só consiga focalizar objetos situados a, no máximo, 1,0 m de distância de seus olhos. Determine: a) o tipo e a dioptria da lente necessária para corrigir esta miopia; b) a velocidade de propagação da luz no interior do olho, na região que contém a substância denominada humor vítreo. Dados: velocidade da luz no vácuo = km/s e índice de refração do humor vítreo = 1,34 4. (Ufrrj 2005) A expressão "grau" de uma lente de um óculos é empregada pela maioria das pessoas. Na realidade, pelos oftalmologistas é definida como "dioptria", que corresponde numericamente ao inverso da distância focal da lente, medida em metros. Qual deve ser o "grau" da lente de um óculos que projeta a imagem de uma vela acesa numa tela colocada a 40 cm das lentes? 5. (Unesp 2003) Uma pessoa míope não consegue ver nitidamente um objeto se este estiver localizado além de um ponto denominado ponto remoto. Neste caso, a imagem do objeto não seria formada na retina, como ocorre em um olho humano normal, mas em um ponto entre o cristalino (lente convergente) e a retina. Felizmente, este defeito pode ser corrigido com a utilização de óculos. a) Esquematize em uma figura a formação de imagens em um olho míope, para objetos localizados além do ponto remoto. b) Qual a vergência da lente a ser utilizada, se o ponto remoto de um olho míope for de 50 cm? 6. (Unicamp 2006) O olho humano só é capaz de focalizar a imagem de um objeto (fazer com que ela se forme na retina) se a distância entre o objeto e o cristalino do olho for maior que a de um ponto conhecido como ponto próximo, Pp (ver figura adiante). A posição do ponto próximo normalmente varia com a idade. Uma pessoa, aos 25 anos, descobriu, com auxílio do seu oculista, que o seu ponto próximo ficava a 20 cm do cristalino. Repetiu o exame aos 65 anos e constatou que só conseguia visualizar com nitidez objetos que ficavam a uma distância mínima de 50 cm. Considere que para essa pessoa a retina está sempre a 2,5 cm do cristalino, sendo que este funciona como uma lente convergente de distância focal variável. a) Calcule as distâncias focais mínimas do cristalino dessa pessoa aos 25 e aos 65 anos. b) Se essa pessoa, aos 65 anos, tentar focalizar um objeto a 20 cm do olho, a que distância da retina se formará a imagem? 7. (Unifesp 2003) As figuras mostram o Nicodemus, símbolo da Associação Atlética dos estudantes da Unifesp, ligeiramente modificado: foram acrescentados olhos, na 1 a figura e óculos transparentes, na 2 a. a) Supondo que ele esteja usando os óculos devido a um defeito de visão, compare as duas figuras e responda. Qual pode ser este provável defeito? As lentes dos óculos são convergentes ou divergentes? b) Considerando que a imagem do olho do Nicodemus com os óculos seja 25% maior que o tamanho real do olho e que a distância do olho à lente dos óculos seja de 2cm, determine a vergência das lentes usadas pelo Nicodemus, em dioptrias. 8. (Cesgranrio 2000) Assinale o gráfico que representa corretamente o valor da vergência (V) em função da distância focal (f). 1

2 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES. (Cesgranrio 2000) À medida que a idade avança, as pessoas com hipermetropia (dificuldade em ver de perto) contraem mais outro problema: a presbiopia, também chamada de "vista cansada", que é conseqüência do cansaço dos músculos que acomodam a visão às variadas distâncias. É nesse momento que entram em cena os "óculos de leitura". O grau das lentes, ou seja, sua vergência (V), é medido em dioptrias (di) e é igual ao inverso da distância focal (f) da lente (medida em metros). V = 1/f 9. João, de idade avançada, tem presbiopia. O grau das lentes dos óculos de João é +2,0di. Assim, se ele quiser projetar, sobre uma folha de papel, a imagem do Sol, ele deverá posicionar as lentes de seus óculos a uma distância da folha, em centímetros, igual a: a) 0,5 b) 5,0 c) 25 d) 50 e) Na tira apresentada, a personagem é uma lente convergente. Quando os raios do sol, que constituem um feixe de raios paralelos, incidem na lente, os raios convergem para um ponto. Para esse ponto convergem também os raios infravermelhos da radiação solar e, por isso, é alcançada uma temperatura bastante elevada. Ou seja, nesse caso, a lente é "botafogo". Com base nas leis que regem a óptica geométrica, é INCORRETO afirmar: a) Um espelho côncavo fornece imagens reais, independente da posição do objeto. b) A imagem de um objeto, fornecida por uma lente divergente, é virtual, direita e menor que o objeto. c) A distância focal dos espelhos só depende do raio de curvatura. d) A luz emitida de um ponto luminoso (pequeno objeto) e refletida por um espelho plano chega aos olhos de um observador como se estivesse vindo de um ponto de encontro dos prolongamentos dos raios luminosos refletidos. Nesse ponto, o observador verá, então, uma imagem virtual do objeto. e) A hipermetropia deve-se ao encurtamento do globo ocular em relação ao comprimento normal. Portanto, deve-se associar ao olho uma lente convergente. 11. (Cesgranrio 2004) A vergência ou "grau" de uma lente de óculos, expressa em dioptrias (di), equivale ao inverso da distância focal (f), medida em metros. Uma pessoa com hipermetropia, para ver com nitidez um objeto colocado a 25 cm de seus olhos, precisa usar óculos de leitura de "grau" 2 di positivas. A distância mínima, em centímetros, para que essa pessoa, quando sem óculos, veja um objeto com nitidez é de: a) 20 b) 30 c) 40 d) 50 e) (Fuvest 2003) Uma pessoa idosa que tem hipermetropia e presbiopia foi a um oculista que lhe receitou dois pares de óculos, um para que enxergasse bem os objetos distantes e outro para que pudesse ler um livro a uma distância confortável de sua vista. - Hipermetropia: a imagem de um objeto distante se forma atrás da retina. - Presbiopia: o cristalino perde, por envelhecimento, a capacidade de acomodação e objetos próximos não são vistos com nitidez. - Dioptria: a convergência de uma lente, medida em dioptrias, é o inverso da distância focal (em metros) da lente. Considerando que receitas fornecidas por oculistas utilizam o sinal mais (+) para lentes convergentes e menos (-) para divergentes, a receita do oculista para um dos olhos dessa pessoa idosa poderia ser, a) para longe: - 1,5 dioptrias; para perto: + 4,5 dioptrias b) para longe: - 1,5 dioptrias; para perto: - 4,5 dioptrias c) para longe: + 4,5 dioptrias; para perto: + 1,5 dioptrias d) para longe: + 1,5 dioptrias; para perto: - 4,5 dioptrias e) para longe: + 1,5 dioptrias; para perto: + 4,5 dioptrias 13. (Ita 2003) Num oftalmologista, constata-se que um certo paciente tem uma distância máxima e uma distância mínima de visão distinta de 5,0m e 8,0cm, respectivamente. Sua visão deve ser corrigida pelo uso de uma lente que lhe permita ver com clareza objetos no "infinito". Qual das afirmações é verdadeira? a) O paciente é míope e deve usar lentes divergentes cuja vergência é 0,2 dioptrias. b) O paciente é míope e deve usar lentes convergentes cuja vergência é 0,2 dioptrias. c) O paciente é hipermétrope e deve usar lentes convergentes cuja vergência é 0,2 dioptrias. d) O paciente é hipermétrope e deve usar lentes divergentes cuja vergência é - 0,2 dioptrias. e) A lente corretora de defeito visual desloca a distância mínima de visão distinta para 8,1 cm. 2

3 14. (Puccamp 2002) Nas receitas de óculos, inclusive os de "D. Benta", cada lente é descrita pelo número de dioptrias, que corresponde ao inverso da distância focal quando esta é medida em metros. Por exemplo, uma lente convergente de distância focal 0,50 m tem 2,0 dioptrias, enquanto outra lente divergente com f = - 0,50 m tem - 2,0 dioptrias. Quando uma pessoa diz que os seus óculos são de - 0,25 dioptrias, ela é a) hipermétrope e usa lentes divergentes de distância focal 0,25m. b) hipermétrope e usa lentes convergentes de distância focal 4,0m. c) míope e usa lentes divergentes de distância focal 4,0m. d) míope e usa lentes convergentes de distância focal 2,5m. e) presbíope e usa lentes convergentes de distância focal 2,5m. 15. (Pucmg 2006) ASSINALE A OPÇÃO CORRETA. a) Na miopia, a imagem é formada na frente da retina. Para se corrigir esse defeito, usam-se lentes divergentes. b) Na miopia, a imagem é formada na frente da retina. Para se corrigir esse defeito, usam-se lentes convergentes. c) Na hipermetropia, a imagem é formada atrás da retina. Para se corrigir esse defeito, usam-se lentes divergentes. d) Na hipermetropia, a imagem é formada atrás da retina. Para se corrigir esse defeito, usam-se lentes planas. 16. (Pucpr 2005) Um rapaz usa uma camiseta que exposta à luz do sol se apresenta totalmente verde com a palavra PUCPR gravada no peito com letras azuis. O rapaz entra então numa sala iluminada por luz monocromática azul. Certamente: a) a camiseta parecerá preta e a palavra gravada se apresentará na cor azul. b) a camiseta e a palavra se apresentarão com as mesmas cores vistas à luz do sol. c) a camiseta e a palavra gravada no peito se apresentarão na cor azul. d) a camiseta se apresentará azul, mas as letras da palavra gravada desaparecerão. e) tanto a camiseta como a palavra gravada ficarão com a cor negra. 17. (Pucrs 2005) Considere as afirmações a seguir, que se referem ao globo ocular humano. I. O olho emétrope, ou normal, deve ser capaz de focalizar na retina objetos localizados no infinito, ou seja, a grandes distâncias, sem acomodação do cristalino. II. O olho emétrope deve ser capaz de focalizar na retina, sem qualquer esforço de acomodação, objetos que se encontram na distância mínima de visão distinta, que é de 25cm. III. Na miopia, os raios de luz paralelos que incidem no globo ocular são focalizados antes da retina, e a sua correção é feita com lentes divergentes. IV. Na hipermetropia, os raios de luz paralelos que incidem no globo ocular são focalizados depois da retina, e sua correção é feita com lentes convergentes. Analisando as afirmativas, conclui-se que somente estão corretas a) I e II b) II e III c) III e IV d) I, II e III e) I, III e IV 18. (Ufc 2004) As deficiências de visão são compensadas com o uso de lentes. As figuras a seguir mostram as seções retas de cinco lentes. Considerando as representações acima, é correto afirmar que: a) as lentes I, III e V podem ser úteis para hipermetropes e as lentes II e IV para míopes. b) as lentes I, II e V podem ser úteis para hipermetropes e as lentes III e IV para míopes. c) as lentes I, II e III podem ser úteis para hipermetropes e as lentes IV e V para míopes. d) as lentes II e V podem ser úteis para hipermetropes e as lentes I, III e IV para míopes. e) as lentes I e V podem ser úteis para hipermetropes e as lentes II, III e IV para míopes. 19. (Uff 2004) Algumas escolas estão exigindo avaliação oftalmológica como item de matrícula, objetivando evitar problemas com o aprendizado, tendo em vista que, em muitos casos, o mau aproveitamento escolar do aluno decorre de dificuldades visuais. A miopia é um defeito visual que pode ser causado por uma deformação do globo ocular ou por uma excessiva vergência do cristalino, e pode ser corrigida utilizando-se uma lente divergente. Assinale o esquema que melhor representa a formação da imagem (i), de um objeto distante, em um olho míope. 20. (Ufmg 2004) Após examinar os olhos de Sílvia e de Paula, o oftalmologista apresenta suas conclusões a respeito da formação de imagens nos olhos de cada uma delas, na forma de diagramas esquemáticos, como mostrado nestas figuras: 3

4 b) intervir cirurgicamente diminuindo o raio R1 da córnea ou indicar óculos com lentes divergentes apropriadas. c) intervir cirurgicamente aumentando o raio R1 da córnea ou indicar óculos com lentes convergentes apropriadas. d) intervir cirurgicamente aumentando o raio R1 da córnea ou indicar óculos com lentes divergentes apropriadas. Com base nas informações contidas nessas figuras, é CORRETO afirmar que a) apenas Sílvia precisa corrigir a visão e, para isso, deve usar lentes divergentes. b) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia deve usar lentes convergentes e Paula, lentes divergentes. c) apenas Paula precisa corrigir a visão e, para isso, deve usar lentes convergentes. d) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia deve usar lentes divergentes e Paula, lentes convergentes. 21. (Ufrn 2003) A miopia é um defeito da visão originado por excessiva curvatura da córnea. Na fantástica estrutura que compõe o olho humano, a córnea representa um elemento fundamental no processo de formação de imagem, sendo uma espécie de lente delgada convexo-côncava que - admitiremos- satisfaz a equação dos fabricantes de lentes apresentada abaixo. Equação dos fabricantes de lentes: 1/f = (n - 1) (1/R 1 + 1/R 2 ). Em que f: distância focal; n: índice de refração; R1 e R2 são raios de curvatura das faces da lente, cuja convenção de sinais é: faces convexas, raio positivo e faces côncavas, raio negativo. O olho míope induz no cérebro a percepção de imagem sem nitidez devido à focalização da imagem de objetos distantes dá-se antes da retina. Com o auxílio da tecnologia do raio laser, os médicos conseguem realizar cirurgias na córnea, corrigindo sua curvatura excessiva. Nesse caso modificam apenas o valor do raio externo R1. Outra possibilidade para a correção da miopia é a indicação do uso de óculos. Admita que a figura a seguir represente a córnea de um paciente cujo exame oftalmológico apresentou uma determinada miopia. 22. (Ufrrj 2003) Um oftalmogista receita óculos com - 0,25 de dioptria. Essa prescrição indica que o paciente necessita de uma lente corretiva com distância focal de a) 4 metros. b) 5 metros. c) 6 metros. d) 2 metros. e) 3 metros. 23. (Ufrrj 2004) Uma pessoa lê na receita para seus óculos o seguinte: "lentes de cristal com -0,5 dioptrias". Relembrando os conceitos de óptica aplicada, ela conclui que é míope, e a distância focal de suas lentes é de a) 2,0 m. b) 3,0 m. c) 5,0 m. d) 0,5 m. e) 1,0 m. 24. (Ufscar 2006) Pesquisas recentes mostraram que o cristalino humano cresce durante a vida, aumentando seu diâmetro cerca de 0,02 mm por ano. Isso acarreta, na fase de envelhecimento, um defeito de visão chamado presbiopia, que pode ser corrigido de forma semelhante a) à miopia, com uso de lentes divergentes. b) à miopia, com uso de lentes convergentes. c) à hipermetropia, com uso de lentes divergentes. d) à hipermetropia, com uso de lentes convergentes. e) ao astigmatismo, com uso de lentes convergentes ou divergentes. 25. (Unirio 2003) 4 Com o objetivo de corrigir a miopia, o médico pode a) intervir cirurgicamente diminuindo o raio R1 da córnea ou indicar óculos com lentes convergentes apropriadas. Na figura 1, existe um caso tradicional de formação de imagem em uma lente divergente; na figura 2, existe um caso de formação de imagem em uma lente convergente. Nas duas figuras, o é o objeto observado e i é a imagem vista pelo observador. Existem duas deficiências que provocam efeitos visuais antagônicos: a miopia, em que o portador não vê nitidamente objetos que se situam longe dele; e a hipermetropia, em que o portador não vê nitidamente objetos que se situam perto dele. A presbiopia ou "vista cansada" é uma deficiência muscular, não é visual, mas produz o efeito similar ao da hipermetropia. Assinale a opção correta:

5 a) As três correções se fazem com lentes convergentes. b) A miopia e a presbiopia se corrigem com lente divergente, mas a hipermetropia, com lente convergente. c) A hipermetropia se corrige com lente divergente, mas a miopia e a presbiopia, com lentes convergentes. d) A miopia pode ser corrigida com a lente divergente, mas a presbiopia e a hipermetropia, com lente convergente. e) As três correções se fazem com lentes divergentes. 5