Questões de Concurso sobre Lentes

O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada “convergente”.

( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa.

( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera.

( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Nossos olhos nos permitem ver com nitidez objetos próximos ou distantes, pois conseguem modificar a distância focal do cristalino de modo que, dependendo da distância em que se encontre o objeto observado, sua imagem se forma na retina. Nesse processo, denominado “acomodação visual”, a ação dos músculos ciliares modifica a forma do cristalino alterando o raio de curvatura e, por conseguinte, a distância focal.

Nos olhos de uma pessoa adulta sem defeitos de visão, a distância mínima de visão distinta é, em média, 20 cm, o ponto remoto está no infinito, e a distância entre o cristalino e a retina é da ordem de 20 mm.

Assim, é possível estimar que a convergência do olho humano varia entre

Um livro está posicionado a 45 cm de distância de uma lente, cuja a distância focal é de -10 cm. Este livro terá uma imagem

Considere uma lente esférica delgada, S, de bordas finas, feita de material de índice de refração n maior do que o índice de refração do ar. Com esta lente podem-se realizar dois experimentos. No primeiro, a lente é imersa em um meio ideal, de índice de refração n₁, e o seu comportamento óptico, quando um feixe de luz paralela passa por ela, é o mesmo de uma lente côncavo-convexa de índice de refração n imersa no ar. No segundo, a lente S é imersa em um outro meio ideal, de índice de refração n₂, e o seu comportamento óptico é o mesmo de uma lente convexo-côncava de índice de refração n imersa no ar.

Nessas condições, são feitas as seguintes afirmativas:

I. n₂ >n>n₁.

II. a lente S, quando imersa no ar, pode ser uma lente plano-côncava.

III. a razão entre as vergências da lente S nos dois experimentos não pode ser 1.

IV. as distâncias focais da lente S, nos dois experimentos, são sempre as mesmas.

São corretas, apenas

Mais e mais salas de projeção estão exibindo filmes no formato 3D. Nesse formato, os equipamentos são dois projetores que iluminam a tela do cinema. Um projetor emite ondas de luz numa direção de oscilação e o outro, numa direção perpendicular a do primeiro. As cenas projetadas por cada um deles possuem ângulos diferentes, fazendo com que a cena captada pelos olhos humanos ofereça uma sensação de profundidade. As lentes dos óculos utilizados para assistir a esse tipo de filme filtram as imagens dos dois projetores: cada lente deixa passar apenas uma das ondas de luz, e assim cada olho “vê” a imagem de um dos dois projetores.

As lentes dos óculos agem como

Uma lente esférica de vidro, delgada, convexo-côncava, imersa no ar, tem o raio da superfície côncava igual a 20cm e o da superfície convexa igual a 40cm. Considerando que o índice de refração do vidro em relação ao ar é igual a 1,5, determine a vergência da lente, em dioptrias, e assinale a opção correta.

As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele.

Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras, que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados.

Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos?

Antes de realizar um experimento usando uma vela acesa, lentes e espelhos, Gabriel imaginou as imagens da chama que poderia obter usando um pedaço de papel. Ele imaginou que poderia obter:

I - uma imagem maior e invertida (de cabeça para baixo) da chama, se usasse um espelho côncavo.

II - uma imagem maior e não invertida da chama, se usasse uma lente divergente.

III - uma imagem menor e invertida (de cabeça para baixo) da chama, se usasse uma lente convergente.

IV - uma imagem menor e invertida (de cabeça para baixo) da chama, se usasse um espelho côncavo.

Estão CORRETAS apenas as imagens descritas em:

O lugar, no plano do filme, em que incide o raio de luz que entra perpendicularmente ao sistema de lentes da câmara mostrado na Figura acima, é denominado ponto

Um pequeno objeto plano e luminoso pode ser utilizado em três arranjos ópticos distintos (I, II e III), imersos em ar, como apresentado na figura abaixo.

No arranjo I, o objeto é colocado sobre um plano onde se apoiam dois espelhos planos ortogonais entre si. Nos arranjos II e III, respectivamente, o objeto é disposto de forma perpendicular ao eixo óptico de um espelho esférico côncavo gaussiano e de uma lente convergente delgada. Dessa maneira, o plano do objeto se encontra paralelo aos planos focais desses dois dispositivos. Considere que as distâncias do objeto ao vértice do espelho esférico e ao centro óptico da lente sejam maiores do que as distâncias focais do espelho côncavo e da lente.

Nessas condições, das imagens abaixo, a que não pode ser conjugada por nenhum dos três arranjos ópticos é

Um objeto é colocado sobre o eixo principal de uma lente esférica delgada convergente a 70 cm de distância do centro óptico. A lente possui uma distância focal igual a 80 cm. Baseado nas informações anteriores, podemos afirmar que a imagem formada por esta lente é:

A hipermetropia pode ser corrigida com o uso de óculos cujas lentes sejam convergentes, quando imersas no ar.

O dispositivo ao lado, composto por uma lente divergente e por duas lentes convergentes justapostas, é utilizado para alargar feixes de luz laser. As lentes são dispostas paralelamente entre si. Os feixes de laser incidente e refratado são paralelos ao eixo ótico principal das três lentes, que são coincidentes. O feixe incide primeiro na lente divergente e, depois, nas lentes convergentes justapostas, que apresentam a mesma distância focal. Quando a distância entre a lente divergente e a justaposição de lentes convergentes é 90 cm, o feixe é alargado dez vezes. As vergências das lentes convergentes que estão justapostas e da lente divergente, são, respectivamente, em dioptrias,

Com o intuito de se determinar a diferença entre níveis energéticos de um dado elemento químico, faz-se a luz emitida pelo elemento incidir em uma rede de difração com 26 mil linhas por centímetro. A luz emitida passa por uma fenda colimadora e, a seguir, por uma lente convergente que produz raios paralelos, que incidem na rede de difração, formando um ângulo Φ = 53º com a direção normal à rede. A figura ao lado ilustra esse momento.

Sabendo-se que, nessa situação, o primeiro máximo de interferência da luz incidente é observado a θ = 30º, o comprimento de onda da luz emitida pelo elemento, em nm, é

Considere: sen 30º = 0,50; cos 30º = 0,87; sen 53º = 0,80; cos 53º = 0,60.

A fim de se determinar o raio de curvatura de um espelho convexo, uma lente convergente, de distância focal 40 cm, é colocada em frente ao espelho convexo. Uma pequena lâmpada de lanterna acesa é posicionada a 60 cm da lente. O espelho é movimentado, de forma a aproximá-lo ou afastá-lo da lente, com o intuito de colocá-lo em uma posição tal que se forme uma imagem da lâmpada exatamente no foco da lente, a 20 cm da lâmpada. Quando esse propósito é alcançado, o espelho situa-se a uma distância de 70 cm da lente, conforme ilustra a figura ao lado.

Desse modo, o raio de curvatura do espelho convexo, em cm, mede

Uma lente convergente, cuja distância focal é de 10 cm, forma uma imagem de um objeto colocado a 5 cm de distância da lente. Assinale a alternativa correta quanto ao tipo de imagem formada.