Questões de Concurso sobre Lentes

Miopia, hipermetropia e astigmatismo são os distúrbios da visão mais frequentes.

Conheça os sintomas e como são feitos diagnóstico e tratamento

É difícil conhecer alguém que não tenha algum desses distúrbios de visão. Não é à toa: os três são extremamente comuns, já que cada um deles conta com mais de 2 milhões de casos por ano no Brasil.[...] A miopia é um distúrbio visual caracterizado por um globo ocular mais “longo”, o que provoca a formação da imagem antes que a luz chegue até a retina. A hipermetropia é o oposto da miopia, ou seja, o olho é mais “curto”, o que faz com que a imagem se forme depois da retina. O astigmatismo ocorre quando a córnea tem uma curvatura irregular, ovalada, o que faz com que a luz sofra desvios, concentre-se em diversos pontos e forme a imagem em múltiplas regiões. O problema também pode ocorrer por deformações no cristalino, mas esses casos são menos frequentes.

Fonte: https://drauziovarella.uol.com.br/doencas-e-sintomas/miopia-hipermetropia-e-astigmatismo/ Acessado em: 12/10/2022.

Esses “distúrbios da visão” podem ser facilmente corrigidos com o uso de lentes. Para correção da Miopia e da Hipermetropia, recomenda-se, respectivamente, o uso de lentes:

Na compra de lentes para óculos, uma pessoa recebe ofertas de dois modelos, A e B, cuja única diferença está nos seus índices de refração, respectivamente n_A=1,5 e n_B=1,7. As velocidades de propagação da luz no ar, dentro da lente A e dentro da lente B são aqui chamadas, respectivamente, de c, v_A e v_B. É correto afirmar que:

Considere um sistema óptico constituído de um tubo cilíndrico opaco no qual foi acoplado internamente uma lente esférica gaussiana plano-convexa, de índice de refração n = 1,5 e raio de curvatura R = 0,5 m para a face convexa, conforme Figura 1 a seguir.

Figura 1

Nessa disposição, a lente divide o tubo em duas partes que são preenchidas com materiais homogêneos, transparentes e isotrópicos de índices de refração n₁ = 2 e n₂ = 1, tal que n₁ > n > n₂.

A partir dessa configuração, faz-se incidir um feixe de luz paralelo ao eixo do cilindro e ao eixo óptico principal da lente, que, após refratar-se, converge para o ponto focal P (Figura 2).

Figura 2

Posteriormente, utilizando o mesmo sistema óptico, porém trocando-se o material de índice de refração n₁ por um outro, também homogêneo, transparente e isotrópico, de índice de refração n₃ = 3, e incidindo o mesmo feixe de luz paralelo ao eixo do cilindro sobre a lente, obtêm-se o ponto focal P’ (Figura 3).

Figura 3

Nessas condições, a razão $\left(\frac{P}{P^{\prime }}\right)$ entre as distâncias P e P’ é dada por

Para observar em detalhes um selo raro, um observador utiliza uma lupa de distância focal igual a 20cm. A imagem conjugada pela lupa tem suas dimensões lineares ampliadas quatro vezes em relação a seus valores iniciais.

Nessas condições, a distância entre o selo e sua imagem conjugada é de

As lentes esféricas são componentes fundamentais em diversos equipamentos que conhecemos e utilizamos no nosso cotidiano, como câmeras fotográficas, óculos, projetores, lunetas e microscópicos. As lentes podem ser denominadas de lentes de bordas finas e lentes de bordas espessas. Assinale a alternativa que NÃO apresenta um tipo de lente esférica.

Considere que no experimento de Young da dupla fenda, uma lente, composta de um material com índice de refração n (1 < n < 2), no formato de um semicírculo de raio R, é colocada na saída de uma das fendas, conforme mostra a figura.

Sabendo que o comprimento de onda λ é maior que R e que a distância entre o anteparo e as fendas, L, é muito maior do que λ, assinale a alternativa que corresponde à expressão da posição x_m do m-ésimo pico do padrão de interferência acima do máximo central.

Um microscópio óptico, formado por duas lentes convergentes, é utilizado para observar uma amostra biológica em laboratório. A lente objetiva tem uma distância focal de 5 mm, enquanto a ocular tem uma distância focal de 70 mm. A distância entre a objetiva e a ocular é ajustada para 190 mm.

Sabendo que a amostra encontra-se a 5,2 mm da lente objetiva, assinale a alternativa que contém o módulo do aumento linear do microscópio descrito.

A associação de lentes é frequentemente utilizada para obter características específicas na imagem final de um objeto, como é o caso da luneta astronômica e do microscópio composto. Na Figura 6 abaixo, temos uma representação de uma associação entre uma lente convergente delgada com distância focal f1 = 10 cm e uma lente divergente também delgada com distância focal f2 = 20 cm, separadas por uma distância de 5 cm.

Figura 6

Ao posicionar um objeto a uma distância de 12 cm à esquerda da lente convergente, a imagem final observada por um observador à direita da lente divergente terá as seguintes características:

Para entendermos uma receita de óculos, precisamos compreender siglas e saber conceitos acerca da relação entre os problemas de visão e as lentes corretivas. As siglas OE e OD significam, respectivamente, olho esquerdo e olho direito. Na lacuna do termo “Esférico” está indicado o grau esférico da lente, que é medido em dioptrias. Esse é o grau dos óculos em casos de miopia, hipermetropia e presbiopia. Na lacuna do termo “Cilindro” está indicado o grau cilíndrico da lente. Esse é o grau dos óculos em caso de astigmatismo. O eixo é definido com um número de 1 a 180. Abaixo, temos um exemplo de uma receita de óculos.

A proposição que apresenta uma leitura CORRETA desta receita de óculos é:

A separação da luz branca em suas diferentes cores componentes é um fenômeno que pode ser observado em várias situações, como quando a luz do Sol passa por gotas de chuva, formando um arco-íris, ou quando a luz incide em um prisma, criando efeitos de dispersão das cores. Como podemos denominar esse fenômeno?

Na segunda metade do século XIX, E. Abbe, trabalhando com Carl Zeiss em uma pequena fábrica de microscópios em Jena, propôs o modelo, hoje em dia conhecido como princípio de Abbe, que uma onda plana incidindo em um objeto situado no plano focal anterior (Σ₀) de uma lente convergente (L_t) forma um padrão de difração no plano focal posterior (Σ_t), e a imagem se forma no plano imagem (Σ_i) como mostrado na figura 16. Sendo a onda incidente uma onda plana pode-se utilizar o formalismo de Fourier na análise e tratamento dos dados no espaço de frequências. O princípio de Abbe tornou-se, então, a base de diversas técnicas como filtros espaciais e campo claro/campo escuro.

Figura 16

HECHT, Eugene. Optics. Reading, Mass.: Addison-Wesley Publishing, 1987, p. 563.

Assinale se a afirmação é V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmativas abaixo:

( ) A obtenção de imagens com alta resolução espacial depende da informação de alta frequência no plano focal.

( ) Quanto menor a abertura numérica de uma lente objetiva em um microscópio de luz visível, maior a resolução.

( ) Uma imagem de microscopia de campo claro é composta essencialmente por ondas não difratadas.

( ) A microscopia de campo escuro, em microscópios eletrônicos, permite a escolha de imagens com orientação cristalográfica específica.

A sequência correta é:

A figura a seguir mostra o esboço de um experimento realizado com um par de filtros polarizadores:

Um feixe de luz não polarizada, de intensidade 𝐼₀ , incide inicialmente sobre o polarizador 𝑃₁ . A direção do eixo de polarização de cada filtro está indicada pela linha tracejada, assim como os ângulos 𝜃₁ e 𝜃₂ com o eixo vertical. Na situação na qual 𝜃₁ = 30° e 𝜃₂ = 90°, a intensidade I da luz, depois de atravessar os dois filtros, é:

Complete as lacunas do texto a seguir.

Uma pessoa com hipermetropia quando coloca um livro, a uma distância normal para a leitura diante de seus olhos, apresenta em cada olho o mesmo problema visual. Suponha que fosse possível para ela utilizar lentes de contato de correção que são gelatinosas e plano-convexas, cujo índice de refração é igual a 1,5, e a vergência de ambas as lentes é igual a 2,0 dioptrias. Assim, a lente é ______________ com raio de curvatura da face convexa igual a ______________ metros.

Considerando-se que a velocidade da luz no ar é igual à velocidade dela no vácuo, os termos que completam corretamente as lacunas são

Uma pessoa que apresenta a visão normal tem a imagem formada na retina do olho, uma vez que os raios de luz refratos no cristalino se encontram nessa membrana. Algumas pessoas, no entanto, apresentam defeitos visuais, como a miopia e hipermetropia, devido aos erros refrativos que ocorrem por causa do tamanho e formato do olho. Nesse caso, a imagem fica turva porque não se forma na retina. A figura a seguir representa o local onde a imagem de uma pessoa é formada no olho de Arthur e Ana Clara.

Considerando o local do olho em que a imagem é formada, é correto afirmar:

Duas lentes de bordas finas, feitas de diferentes materiais, são colocadas lado a lado em um meio transparente e homogêneo. Dois raios de luz paralelos incidem sobre a primeira lente; na sequência, refratam e incidem, na segunda lente. Sendo n₁ o índice de refração da lente 1, n₂ o índice de refração da lente 2 e n o índice de refração do meio e, ainda, sabendo-se que n₁ > n > n₂, qual figura melhor descreve o comportamento dos raios ao passarem pelas lentes?

O esquema a seguir representa uma lente de aumento L, com seus planos focais F₁ e F₂, um observador A (representado por seu olho), fixo na posição representada na figura, e um objeto O, que pode se movimentar ao longo do eixo óptico principal da lente. As condições de Gauss são válidas nessas condições.

Para que o observador consiga enxergar uma imagem nítida, direita e ampliada do objeto, esse objeto deverá estar

A figura ilustra um sistema óptico em que uma lente esférica convergente L disposta na direção horizontal está presa a um suporte vertical; 30 cm abaixo dela há um anteparo. Um objeto luminoso O, de 10 cm de comprimento, está disposto horizontalmente, preso ao mesmo suporte e a 60 cm acima da lente, próximo ao eixo óptico principal da lente. Sabe-se que a imagem nítida do objeto se forma sobre o anteparo,

A distância focal da lente vale __________ cm, a imagem é __________ e tem comprimento de __________ cm.

As lacunas acima estão corretamente preenchidas na alternativa:

Ao se utilizar o referido telescópio para observar objetos distantes, como a Lua, planetas e estrelas, a imagem da lente objetiva será formada a uma distância de 52,0 cm dessa lente.

Um objeto a 20 cm de uma lente produz uma imagem real a 30 cm da lente. Qual é a distância focal da lente?

Com a idade, o cristalino do olho humano vai perdendo sua capacidade de acomodação, de modo que suas faces não adquirem a curvatura necessária que permita a visão de objetos próximos. Que doença é essa, e qual é a lente corretiva para ela?