Assinale a alternativa que corresponde ao índice de refração n 2 dessa lente. a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5

Transcrição

1 1. (Unicamp) Um objeto é disposto em frente a uma lente convergente, conforme a figura abaixo. Os focos principais da lente são indicados com a letra F. Pode-se afirmar que a imagem formada pela lente a) é real, invertida e mede 4 cm. b) é virtual, direta e fica a 6 cm da lente. c) é real, direta e mede 2 cm. d) é real, invertida e fica a 3 cm da lente. 2. (Upe) Uma lente plano-côncava, mostrada na figura a seguir, possui um raio de curvatura R igual a 30 cm. Quando imersa no ar (n 1 = 1), a lente comporta-se como uma lente divergente de distância focal f igual a 60 cm. Assinale a alternativa que corresponde ao índice de refração n 2 dessa lente. a) 0,5 b) 1 c) 1,5 d) 2 e) 2,5 3. (G1 - ifpe) Analisando os três raios notáveis de lentes esféricas convergentes, dispostas pelas figuras abaixo, podemos afirmar que: a) Apenas um raio está correto. b) Apenas dois raios são corretos. c) Os três raios são corretos. d) Os raios notáveis dependem da posição do objeto, em relação ao eixo principal. e) Os raios notáveis dependem da posição da lente, em relação ao eixo principal. 4. (Ufpr) Um datiloscopista munido de uma lupa analisa uma impressão digital. Sua lupa é constituída por uma lente convergente com distância focal de 10 cm. Ao utilizá-la, ele vê a Página 1 de 13

2 imagem virtual da impressão digital aumentada de 10 vezes em relação ao tamanho real. Com base nesses dados, assinale a alternativa correta para a distância que separa a lupa da impressão digital. a) 9,0 cm. b) 20,0 cm. c) 10,0 cm. d) 15,0 cm. e) 5,0 cm. 5. (Ufpb) Um projetor de slide é um dispositivo bastante usado em salas de aula e/ou em conferências, para projetar, sobre uma tela, imagens ampliadas de objetos. Basicamente, um projetor é constituído por lentes convergentes. Nesse sentido, considere um projetor formado por apenas uma lente convergente de distância focal igual a 10 cm. Nesse contexto, a ampliação da imagem projetada, em uma tela a 2 m de distância do projetor, é de: a) 20 vezes b) 19 vezes c) 18 vezes d) 17 vezes e) 16 vezes 6. (Eewb) Um aluno possui hipermetropia e só consegue ler se o texto estiver a pelo menos 1,5 m de distância. Qual deve ser a distância focal da lente corretiva para que ele possa ler se o texto for colocado a 25 cm de seus olhos? a) 10 cm b) 20 cm c) 30 cm d) 40 cm 7. (Upe) A figura a seguir representa uma lente delgada convergente. O ponto o é o centro óptico, F é o foco principal objeto, f é a distância focal e A é o ponto antiprincipal, que dista em relação ao centro óptico 2f. Em referência ao posicionamento do objeto e à respectiva imagem, analise as proposições que se seguem. (1) Quando a distância do objeto ao centro óptico é maior que o dobro da distância focal, a imagem obtida é real, invertida e menor. (2) Quando o objeto se encontra sobre o ponto antiprincipal, a imagem é real, invertida e de mesmo tamanho. (3) Quando a imagem é real, invertida e menor, o objeto encontra-se entre A e F. (4) Quando o objeto encontra-se entre o foco e o centro óptico, a imagem é real, direita e maior. (5) Quando a imagem é imprópria, o objeto encontra-se na metade do ponto antiprincipal. A soma dos números entre parênteses que corresponde aos itens errados é igual a a) 15 b) 7 c) 6 Página 2 de 13

3 d) 8 e) 4 8. (Fuvest) A figura adiante mostra, numa mesma escala, o desenho de um objeto retangular e sua imagem, formada a 50cm 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=150cm. b) estão em lados opostos da lente e que f=150cm. c) estão do mesmo lado da lente e que f=37,5cm. d) estão em lados opostos da lente e que f=37,5cm e) podem estar tanto do mesmo lado como em lados opostos da lente e que f=37,5cm. 9. (Unaerp) Uma bolha de ar imersa em vidro apresenta o formato da figura. Quando três raios de luz paralelos a atingem, observa-se que seu comportamento óptico é de uma: a) lente convergente. b) lente divergente. c) lâmina de faces paralelas. d) espelho plano. e) espelho convexo. 10. (Acafe) Um médico oftalmologista realizou uma cirurgia no globo ocular de dois pacientes (paciente A e paciente B), a fim de corrigir dois defeitos da visão. Para tanto, utiliza um método de cirurgia corretiva a Laser que possui maior precisão e eficiência. No paciente A o procedimento corrigiu o defeito e, com isso, o ponto remoto do olho foi colocado para mais longe. No paciente B houve a correção do defeito de tal modo que o ponto próximo foi trazido para mais perto do olho. Nesse sentido, marque com V as afirmações verdadeiras e com F as falsas. Página 3 de 13

4 ( ) O paciente A pode ter corrigido o defeito da hipermetropia. ( ) O paciente B utilizava uma lente convergente para corrigir seu defeito visual antes da cirurgia. ( ) A cirurgia no paciente A fez com que a imagem de um objeto, que se formava antes da retina, se forme exatamente sobre a retina. ( ) Antes da cirurgia a imagem de um objeto se formava atrás da retina no olho do paciente B. ( ) Uma das causas do defeito da visão do paciente A poderia ser por que seu globo ocular é achatado. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) F - V - V - V - F b) F - F - V - V - V c) F - V - F - V - V d) V - V - F - F - V 11. (Uerj) Um jovem com visão perfeita observa um inseto pousado sobre uma parede na altura de seus olhos. A distância entre os olhos e o inseto é de 3 metros. Considere que o inseto tenha 3 mm de tamanho e que a distância entre a córnea e a retina, onde se forma a imagem, é igual a 20 mm. Determine o tamanho da imagem do inseto. 12. (Uern) Numa família composta por 4 pessoas, cada uma com um defeito na visão diferente dos demais, tem-se que: - o pai apresenta enrijecimento dos músculos ciliares, e com limitação de sua capacidade de acomodação visual tem dificuldades para enxergar objetos próximos e longínquos; - a mãe apresenta um alongamento do globo ocular na direção ântero-posterior com dificuldade para enxergar objetos distantes; - a filha apresenta irregularidades na curvatura da córnea e enxerga imagens embaçadas dos objetos próximos ou distantes; - o filho apresenta um encurtamento do globo ocular na direção ântero-posterior com dificuldade para enxergar objetos próximos. As lentes corretivas indicadas para os membros dessa família, considerando-se a ordem em que foram citados, são, respectivamente, a) cilíndricas, bifocais, convergentes e divergentes. b) divergentes, bifocais, convergentes e cilíndricas. c) bifocais, divergentes, cilíndricas e convergentes. d) convergentes, cilíndricas, divergentes e bifocais. 13. (Ufsc) Fazendo uma análise simplificada do olho humano, pode-se compará-lo a uma câmara escura. Fazendo uma análise cuidadosa, ele é mais sofisticado que uma câmera fotográfica ou filmadora. A maneira como o olho controla a entrada de luz e trabalha para focalizar a imagem para que ela seja formada com nitidez na retina é algo espetacular. A figura abaixo apresenta, de maneira esquemática, a estrutura do olho humano e a forma pela qual a luz que parte de um objeto chega à retina para ter a sua imagem formada. Na tabela abaixo, é apresentado o índice de refração de cada uma das partes do olho. Página 4 de 13

5 Parte do olho Índice de refração Córnea 1,37 a 1,38 Humor aquoso 1,33 Cristalino 1,38 a 1,41 Humor vítreo 1,33 Disponível em: < [Adaptado] Acesso em: 18 jul Com base no exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A imagem do objeto formada na retina é real, invertida e menor, o que nos leva a afirmar que o cristalino é uma lente de comportamento convergente. 02) A velocidade da luz, ao passar pelas partes do olho, é maior no humor aquoso e no humor vítreo. 04) O fenômeno da refração da luz é garantido pelo desvio da trajetória da luz, sendo mantidas constantes todas as outras características da luz. 08) A refração da luz só ocorre no cristalino, cujo índice de refração é diferente do índice de refração do humor aquoso e do humor vítreo. 16) A miopia é um problema de visão caracterizado pela formação da imagem antes da retina, sendo corrigido com uma lente de comportamento divergente. 32) A presbiopia, popularmente chamada de vista cansada, é um problema de visão similar à hipermetropia, sendo corrigido com uma lente de comportamento convergente. 64) A hipermetropia é um problema de visão caracterizado pela formação da imagem depois da retina, sendo corrigido com uma lente de comportamento divergente. 14. (Ufmg) Quando uma pessoa olha para um objeto, a imagem deste deve se formar sobre a retina. Algumas pessoas, por terem um defeito de visão, veem objetos próximos fora de foco, enquanto os distantes ficam mais bem focados. Outras pessoas têm o defeito contrário ou seja, os objetos distantes são vistos fora de foco e os próximos, mais nitidamente. Elmo é um professor de Física portador de um desses dois defeitos e, para corrigi-lo, ele precisa usar óculos. Nestas figuras, Elmo está sem óculos, à esquerda, e com seus óculos, à direita. Página 5 de 13

6 Como se pode notar na figura da direita, os óculos fazem com que os olhos de Elmo pareçam maiores. a) A lente dos óculos de Elmo é convergente ou divergente? Justifique sua resposta. b) Nesta figura, está representado um dos olhos de Elmo, sem óculos, e dois raios de luz que vêm de um objeto muito distante: Desenhe, nessa figura, a continuação dos dois raios para indicar em que ponto se forma a imagem do objeto. Explique seu raciocínio. 15. (Unifesp) Um paciente, que já apresentava problemas de miopia e astigmatismo, retornou ao oftalmologista para o ajuste das lentes de seus óculos. A figura a seguir retrata a nova receita emitida pelo médico. Nome: Jorge Frederico de Azevedo GRAU Esférico Cilíndrico Eixo D. P. Para OD - 3,00-0,75 150º 62,0 longe OE - 3,00-0,75 150º mm Para OD + 1,00-0,75 68,0 perto OE + 1,00-0,75 mm Obs: Óculos para longe e perto separados. Ao pegar seus óculos é conveniente trazê-los para conferir. Próxima consulta: São Paulo, Carlos Figueiredo CRM nº a) Caracterize a lente indicada para correção de miopia, identificando a vergência, em dioptrias, e a distância focal, em metros. b) No diagrama I, esboce a formação da imagem para um paciente portador de miopia e, no diagrama II, a sua correção, utilizando-se a lente apropriada. Página 6 de 13

7 16. (Acafe) A figura abaixo mostra esquematicamente o olho humano, enfatizando nos casos I e II os dois defeitos de visão mais comuns. Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa, em sequência, as lacunas da frase a seguir. No caso I trata-se da, que pode ser corrigida com uma lente ; já no caso II trata-se de, que pode ser corrigida com uma lente. a) hipermetropía convergente miopía divergente b) hipermetropía divergente miopía convergente c) miopía divergente hipermetropía convergente d) miopía convergente hipermetropía divergente Página 7 de 13

8 Gabarito: Resposta da questão 1: [A] Utilizando a equação de Gauss temos: 1 = f P P' Observando a ilustração temos: P = 3 cm e f = 2 cm = + = = 2 3 P' P' = P' = 6 cm P' 6 Sabendo que P' é positivo, concluímos que a imagem é REAL. Vejamos agora se a imagem é direita ou invertida. P' 6 cm A = = P 3 cm A = 2 Logo, a imagem é duas vezes maior (fator 2) que o tamanho do objeto, porém é invertida (sinal negativo). Observando a imagem apresentada, podemos observar que o objeto tem 2 cm de altura, logo sua imagem será invertida e de tamanho igual a 4 cm. Assim concluímos que a imagem será é REAL, INVERTIDA e de tamanho igual a 4 cm. Resposta da questão 2: [C] Considere uma lente de faces esféricas, de raios R1 e R2, de índice de refração n2, envolvida por um meio de índice de refração n1. Usando as leis da refração, é possível mostrar que a distância focal dessa lente é dada por: 1 n2 1 1 = 1 + f n1 R1 R2 f = distância focal da lente n1 = índice de refração do meio exterior n2 = índice de refração da lente R1 e R2 = raios de curvatura das faces. Essa equação pode ser usada para determinar a distância focal de qualquer tipo de lente esférica (bicôncava, plano-convexa, côncavo-convexa etc.), desde que o sinal do raio de curvatura R seja positivo quando a superfície externa que limita a lente for convexa, e negativo, quando ela for côncava. Aplicando a equação acima, vem: Página 8 de 13

9 1 n n2 1 = 1 1 0,6 1 = 0,3 0,6 1 0,3 n2 1 = 0,5 n2 = 1,5 Resposta da questão 3: [C] Os três raios são corretos, pois satisfazem perfeitamente às propriedades dos raios luminosos ao passarem pelas lentes esféricas convergentes. Resposta da questão 4: [A] Aplicando a equação de Gauss, vem: = + = = p = 9cm f p p' 10 p 10p 10p Resposta da questão 5: [B] = + f p p' = + 0,1 p 2 p' 2 A = = = 19vezes. p 1/ 9,5 Resposta da questão 6: [C] = = 9,5 p 0,1 2 1 p =. 9, = + 1 = = 6 1 = 5 f = 30cm. f p p' f f Resposta da questão 7: [B] (1) Quando a distância do objeto ao centro óptico é maior que o dobro da distância focal, a imagem obtida é real, invertida e menor. Verdadeira. Observe a construção. (2) Quando o objeto se encontra sobre o ponto antiprincipal, a imagem é real, invertida e de mesmo tamanho. Verdadeira. Observe a construção. Página 9 de 13

10 (3) Quando a imagem é real, invertida e menor, o objeto encontra-se entre A e F. Falsa. Observe a construção. (4) Quando o objeto encontra-se entre o foco e o centro óptico, a imagem é real, direita e maior. Falsa. Observe a construção. (5) Quando a imagem é imprópria, o objeto encontra-se na metade do ponto antiprincipal. Verdadeira. Observe a construção. Resposta da questão 8: [D] Página 10 de 13

11 A figura dada mostra que a imagem é invertida e três vezes menor, tratando-se, portanto, de lente convergente. Isso nos remete ao esquema abaixo (fora de escala), mostrando que objeto e imagem estão em lados opostos da lente. Dado: p' = +50 cm (lente convergente); y = 6 cm; y' = - 2 cm. Das equações do aumento linear transversal: y' -p' A = = = p = p = 150 cm. y p 6 p 2 f -2 f A = = 6 f= 2 f f = f= 37,5 cm. f p 6 f Resposta da questão 9: [B] Resposta da questão 10: [A] [F] Se o ponto remoto foi colocado para mais longe, o indivíduo era míope. [V] Se o ponto próximo foi trazido para mais perto, o indivíduo B era hipermétrope, portanto usava lentes convergentes. [V] O indivíduo A é míope, portanto, sem óculos, a imagem forma-se antes da retina. [V] O hipermétrope tem olho pequeno, formando imagens atrás da retina. [F] Uma das causas do defeito da visão do paciente A poderia ser porque seu globo ocular é alongado. Resposta da questão 11: Dados apresentados: p = 3 m o = 3 mm p' = 20 mm i P i = = i = 0 P i = 0,02 mm ( mm) Resposta da questão 12: [C] A tabela apresenta as diferentes deficiências visuais (ametropias) e as correspondentes lentes Página 11 de 13

12 corretivas. Pessoa Ametropia Lentes corretivas Pai Presbiopia Bifocais ou multifocais Mãe Miopia Divergentes Filha Astigmatismo Cilíndricas Filho Hipermetropia Convergentes Resposta da questão 13: = 51. Justificando as incorretas. [04] Incorreta. Na refração variam a velocidade e o comprimento de onda. [08] Incorreta. A refração ocorre do ar para a córnea, da córnea para humor aquoso, do humor aquoso para o cristalino e do cristalino para o humor vítreo. [64] Incorreta. A hipermetropia é corrigida com lente convergente. Resposta da questão 14: a) A imagem dos olhos do professor Elmo é virtual, direita e MAIOR. A lente capaz de produzir esse tipo de imagem (para um objeto real) é convergente, conforme o esquema, sendo F e F os focos da lente. b) Se ele usa lente convergente, o sistema óptico formado somente pelo seu olho não está dando aos raios convergência suficiente para focalizá-los na retina. Isso significa que, quando sem óculos, a imagem está se formando depois da retina, conforme ilustra o esquema. Resposta da questão 15: a) A correção da miopia é feita com lente divergente que tem vergência (V) negativa. Assim, da tabela dada: V = -3,00 di. A distância focal (f) é o inverso da vergência f = = = m f = 0,33m V 3 3 Página 12 de 13

13 b) Como o olho do míope é alongado, a imagem forma-se antes da retina. Se o objeto está distante, ele é impróprio, enviando para os olhos um feixe cilíndrico. OBS: A distância relativa da lente aos olhos proposta pelo examinador está exageradamente fora de escala, dificultando a elaboração da figura II. Resposta da questão 16: [A] Caso I: Hipermetropia: o indivíduo apresenta olho pequeno ou olho curto. A imagem forma-se depois da retina, pois o sistema de visão desse indivíduo é pouco convergente, não conseguindo trazer a imagem na retina. O hipermetrope enxerga mal objetos próximos, necessitando de lentes convergentes para efetuar a correção. Caso II: Miopia: o indivíduo apresenta olho grande ou olho alongado. A imagem forma-se antes da retina, pois o sistema de visão desse indivíduo é muito convergente. O míope enxerga mal objetos distantes, necessitando de lentes divergentes para efetuar a correção. Página 13 de 13