Questões de Concurso sobre Lentes

Em 1609, o físico italiano Galileu Galilei, tendo ouvido falar da luneta (um instrumento óptico que o holandês Hans Lippershey havia inventado um ano antes), resolveu fabricar a sua própria, conseguindo obter ampliações de até trinta vezes. Em seguida, ele a apontou ao céu e revolucionou a física e a astronomia com suas descobertas. Acerca da luneta, assinale a alternativa que apresenta a alternativa correta.

O microscópio óptico foi criado por volta de 1590 dC por dois fabricantes de óculos holandeses, Zacharias Janssen e seu pai Hans. Esse dispositivo revolucionou a ciência e a vida das pessoas, pois permitiu pela primeira vez a observação das células e das bactérias; no entanto, a ampliação, sem perder a definição das imagens, varia de 1.000x a 1.500x.

Qual o motivo da perda de definição para imagens com aplicações maiores que 1.500x, isto é, da obtenção da ampliação máxima do microscópio.

Quando uma imagem permanece embaçada mesmo estando na distância focal ideal, indica que há um tipo de aberração gerado pelas lentes que compõem o sistema óptico.

Assinale a alternativa que apresenta dois tipos de aberrações axiais existentes e como minimizá-las.

Suponha‑se que um objeto tenha sido colocado a p = 10 cm da lente forma uma imagem a i = −30 cm. Como a distância da imagem é negativa, trata‑se de uma imagem virtual, direita e ampliada. Nesse caso, é correto afirmar que essa lente pode formar imagens virtuais quando o objeto está dentro da distância focal.

Uma peça recuperada após um incêndio foi analisada por meio de uma lente convergente, capaz de conjugar uma imagem de modo a ampliar em 15 vezes as dimensões do objeto posicionado entre seu centro óptico e seu foco principal. Sabe-se que o perito que realizou a análise posicionou a peça a 4,0 cm de distância do centro óptico da lente.

A distância focal da lente, em centímetros, é aproximadamente de:

Os conhecimentos da óptica estão presentes em diversas áreas da nossa vida, exemplos simples disso estão nas montadoras automobilísticas que ao projetarem seus veículos inserem lentes convexas no espelho retrovisor externo dos carros, nos microscópios eletrônicos responsáveis por caracterizar materiais, nas lentes de aumento utilizadas por oculistas para corrigir a visão, etc. Dessa forma, assinale a alternativa que indica corretamente a utilização de elementos e objetos ópticos.

Durante uma aula no laboratório de física, o professor propõe um experimento simples para estudar o comportamento da luz em meios transparentes. Ele pede que os alunos encham com água um saco plástico considerado perfeitamente transparente. O saco é colocado sobre uma mesa plana, formando uma calota esférica de diâmetro 14 cm e 1 cm de altura, como na figura a seguir (fora de escala). O índice de refração da água é n = 4/3 e o meio externo é o ar (n ≈ 1).

Diante da situação exposta, calcule a convergência da lente formada em dioptrias e assinale a alternativa correta.

Uma lente delgada divergente, com distância focal de 4 cm, está posicionada em x = 10 cm ao longo de um eixo óptico.

Em x = 0 cm, encontra-se um espelho côncavo com distância focal de 3 cm. Considerando que os elementos ópticos compartilham o mesmo eixo, determine as posições entre o espelho e a lente em que um objeto deve ser colocado para que nenhuma imagem seja formada na região x>10 cm.

Durante um experimento de difração em fenda única, conduzido em um laboratório de práticas avançadas de Óptica, um grupo de estudantes monta um sistema com fonte laser amarela (λ ≈ 590 nm), uma fenda micrométrica e um anteparo posicionado a cerca de 2 metros. Eles observam nitidamente o padrão de difração, com franjas centrais bem definidas e simétricas. Na etapa seguinte, o grupo decide investigar o efeito da geometria do feixe incidente inserindo uma lente divergente entre a fonte e a fenda. Após ajustar o foco, percebem que o padrão de difração se torna menos nítido e com franjas menos contrastadas. Com base nas observações e nos princípios ópticos envolvidos, assinala a alternativa correta.

O número 3 indica as lentes objetivas que apresentam menor poder de ampliação que a lente ocular.

O número 1 indica as lentes oculares que ampliam a imagem formada pelas objetivas.

TEXTO I

As mariposas

As mariposa, quando chega o frio

Fica dando volta em volta da lâmpida pra se esquentá. [sic]

BARBOSA, A. Reviva: Adoniran Barbosa. São Paulo: Som Livre, 2002 (fragmento).

TEXTO II

As mariposas se aproximam das lâmpadas atraídas pela luz, pois, sendo basicamente criaturas noturnas, estão adaptadas a seguir o brilho da lua, em um processo conhecido como orientação transversal. Assim, o que o sambista Adoniran Barbosa, no Texto I, descreve não é a causa, mas sim uma das consequências possíveis dessa aproximação. De fato, o calor gerado pelas lâmpadas, sobretudo as incandescentes, pode aquecer as mariposas.

HERTZBERG, R. Por que as mariposas são tão atraídas por luzes fortes? National Geographic, nov. 2020 (adaptado).

Nesse contexto, o processo de transferência de calor para as mariposas que independe da presença de fluidos é a

No trabalho intitulado “Uso do espelho de Lloyd como método de ensino de óptica no Ensino Médio” (Revista Brasileira de Ensino de Física, 2012), os autores propõem uma abordagem para o ensino de óptica, com ênfase na aplicação de conceitos básicos sobre o fenômeno da interferência da luz. Foi utilizado o experimento denominado “espelho de Lloyd”, que oferece uma ligação mais simples entre a óptica geométrica e a óptica física, sendo muito mais acessível do que a experiência das duas fendas de Young, segundo os autores. No procedimento, um padrão de franjas de interferência é observado usando-se luz emitida por uma fonte coerente, como um laser, e a luz refletida por uma placa de vidro (figura a). O padrão de interferência é projetado em um anteparo. As distâncias entre a fonte luminosa em relação ao plano da placa de vidro e o anteparo são respectivamente 𝑑 = 1,0 mm e 𝐷 = 2,0 m (figura b). Durante a realização do experimento, foi registrado um padrão de interferência (figura c) com 14 franjas por centímetro. Qual é o valor do comprimento de onda 𝜆 da luz que foi medido, levando em consideração as informações fornecidas?

Fonte: Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 34, n. 4, 4.310 (2012).

Um sistema é constituído de duas lentes esféricas delgadas convergentes de distâncias focais F e 2F. As lentes estão dispostas de maneira que seus eixos principais sejam coincidentes. Um feixe de luz cilíndrico incide paralelamente ao eixo central do sistema sobre a lente de maior foco e emerge do sistema a partir da lente de menor foco, sem perder o paralelismo. Determine a relação entre o diâmetro do feixe que incide e o diâmetro do feixe de luz que emerge do sistema e assinale a alternativa correta.

Um objeto de 20 cm de altura é colocado a 40 cm de uma lente cuja distância focal é de 80 cm. Diante disso, determine respectivamente o módulo da distância da imagem até a lente e o tamanho da imagem.

Uma lente convergente é usada para projetar uma imagem nítida de um objeto em uma tela. O objeto está a 1 m da lente e a tela está a 7 m da lente.

Nesse caso, a alternativa que apresenta o valor CORRETO da distância focal da lente é:

A luz exibe um comportamento de propagação que é caracterizado por trajetórias retilíneas no vácuo ou em meios transparentes e homogêneos, salvo quando submetida a fenômenos de interação, como reflexão, refração, difração ou interferência, os quais alteram sua trajetória original de maneira perceptível.

Observe a figura abaixo:

Fonte: MORA, José Ferrater. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DA DISCIPLINA. PROJETO POLÍTICO PEDAGÓGICO, p. 90.

Num olho normal, a luz incidente paralela é focalizada num ponto F' da retina (R). Na retina estão as células sensíveis à luz (cones e bastonetes) que transmitem sinais ao nervo ótico (N), o qual está ligado ao cérebro, onde se produz a sensação luminosa. Para uma pessoa míope, marque a alternativa CORRETA.

Um objeto é colocado entre o foco e o centro de curvatura (ou ponto objeto antiprincipal) de uma lente convergente. Com base nessa disposição, a imagem formada é

Em uma aula experimental sobre difração, estudantes de engenharia receberam a tarefa de calcular a distância focal de uma lente convergente utilizando uma fonte luminosa de luz monocromática, cujo comprimento de onda é igual a 500nm.

Os estudantes fizeram com que raios paralelos passassem por uma fenda de largura igual a 4 × 10⁻⁵ 𝑚, sendo os raios focalizados pela lente convergente. Os estudantes verificaram que, sobre o plano focal da lente, a distância entre o máximo central e o primeiro mínimo foi de 12 mm.

Com essa informação os estudantes chegaram à conclusão de que a distância focal da lente convergente, em centímetros, é igual a