Exercícios LENTES -2 1. (Uemg 2017) Um estudante dispunha de um espelho côncavo e de uma lente biconvexa de vidro para montar um dispositivo que amplia a imagem de um objeto. Ele então montou o

dispositivo, conforme mostrado no diagrama. O foco do espelho é F e os das lentes são f e

f '. O objeto O é representado pela seta.

Após a montagem, o estudante observou que era possível visualizar duas imagens. As características dessas imagens são: a) Imagem 1: real, invertida e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. b) Imagem 1: real, direta e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. c) Imagem 1: virtual, direta e maior. Imagem 2: real, invertida e menor. d) Imagem 1: virtual, direta e menor. Imagem 2: real, invertida e maior. 2. (Ufrgs 2017) Na figura abaixo, O representa um objeto real e I sua imagem virtual formada

por uma lente esférica.

Assinale a alternativa que preenche as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Com base nessa figura, é correto afirmar que a lente é __________ e está posicionada __________. a) convergente – à direita de I b) convergente – entre O e I c) divergente – à direita de I d) divergente – entre O e I e) divergente – à esquerda de O 3. (Upe-ssa 2 2017) Fotógrafos amadores e profissionais estão utilizando cada vez mais seus

smartphones para tirar suas fotografias. A melhora na qualidade das lentes e dos sensores ópticos desses aparelhos está popularizando rapidamente a prática da fotografia, e o número de acessórios e lentes, que se acoplam aos aparelhos, só cresce. Um experimento foi

conduzido a fim de produzir um acessório que consiste de uma lente convexa. A distância d da

imagem real formada por um objeto posicionado sobre o eixo da lente, a uma distância D até ela, foi anotada em um gráfico. A figura que representa, de forma CORRETA, o resultado do gráfico desse experimento é

a)

b)

c)

d)

e) 4. (G1 - ifsul 2017) No laboratório de Física de uma escola, um aluno observa um objeto real através de uma lente divergente. A imagem vista por ele é a) virtual, direita e menor. b) real, direita e menor. c) virtual, invertida e maior. d) real, invertida e maior. 5. (Epcar (Afa) 2017) 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 1n , 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 outro meio ideal, de índice de refração 2n , 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. 2 1n n n .

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 a) I e II b) II e III c) I e III d) II e IV 6. (Ufpr 2017) 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 abaixo. 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. a) V – F – V – F. b) F – V – F – V. c) V – F – V – V. d) F – F – V – V. e) V – V – F – F. 7. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2016) Uma estudante de medicina, dispondo de espelhos esféricos gaussianos, um côncavo e outro convexo, e lentes esféricas de bordos finos e de bordos espessos, deseja obter, da tela de seu celular, que exibe a bula de um determinado medicamento, e aqui representada por uma seta, uma imagem ampliada e que possa ser projetada na parede de seu quarto, para que ela possa fazer a leitura de maneira mais confortável. Assinale a alternativa que corresponde à formação dessa imagem, através do uso de um espelho e uma lente, separadamente.

a)

b)

c)

d) 8. (Ebmsp 2016)

A figura representa a imagem de um astronauta – plano de fundo – que aparece em uma gota d’água – primeiro plano – que está flutuando na Estação Espacial Internacional. A análise da figura, com base nos conhecimentos da Física, permite afirmar: a) Os raios de luz refletidos que partem do astronauta, após atravessarem a gota d’água,

convergem para formar a imagem real, invertida e reduzida.

b) A gota d’água se comporta como um espelho convexo que proporciona a redução nas dimensões das imagens e o aumento no campo visual.

c) O fenômeno ondulatório com predominância de reflexão possibilita a formação da imagem virtual, invertida e reduzida do objeto.

d) A formação de imagem nítida no interior da gota d’água é favorecida pelos fenômenos de difração e interferência construtiva.

e) A gota d’água funciona como uma lente divergente porque conjuga uma imagem virtual e reduzida do objeto.

9. (Uece 2016) Em uma projeção de cinema, de modo simplificado, uma película semitransparente contendo a imagem é iluminada e a luz transmitida passa por uma lente que projeta uma imagem ampliada. Com base nessas informações, pode-se afirmar corretamente que essa lente é a) divergente. b) convergente. c) plana. d) bicôncava. 10. (Acafe 2016) Os avanços tecnológicos vêm contribuindo cada vez mais no ramo da medicina, com melhor prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças. Vários equipamentos utilizados são complexos, no entanto, alguns deles são de simples construção. O otoscópio é um instrumento utilizado pelos médicos para observar, principalmente, a parte interna da orelha. Possui fonte de luz para iluminar o interior da orelha e uma lente de aumento (como de uma lupa) para facilitar a visualização.

Considerando a figura e o exposto acima, assinale a alternativa correta que completa as lacunas da frase a seguir: A lente do otoscópio é __________ e a imagem do interior da orelha, vista pelo médico é __________. a) convergente - real, maior e invertida b) convergente - virtual, maior e direita c) divergente - virtual, maior e direita d) divergente - real, maior e invertida 11. (G1 - ifsul 2016) A lupa é um instrumento óptico constituído por uma lente de aumento muito utilizado para leitura de impressos com letras muito pequenas, como, por exemplo, as bulas de remédios. Esse instrumento aumenta o tamanho da letra, o que facilita a leitura. A respeito da lupa, é correto afirmar que é uma lente a) convergente, cuja imagem fornecida é virtual e maior. b) divergente, pois fornece imagem real. c) convergente, cuja imagem fornecida por ela é real e maior. d) divergente, pois fornece imagem virtual. 12. (G1 - cps 2016) Se um aventureiro ficar perdido nas proximidades de um lago congelado, poderá experimentar uma técnica de sobrevivência. Essa técnica consiste em produzir fogo

utilizando apenas um material de fácil combustão e um pedaço de gelo transparente, retirado da superfície desse lago. Ele deverá fazer seu pedaço de gelo assumir formato de um disco e, posteriormente, afinar suas bordas de modo uniforme. Para essa finalidade, o gelo assim moldado assumira o papel de a) uma superfície especular. b) uma lente convergente. c) uma lente divergente. d) um espelho côncavo. e) um espelho convexo. 13. (Ufjf-pism 2 2015) Uma vela está situada a uma distância de 23 cm de uma lente

convergente com distância focal de 10 cm, como mostrado na figura abaixo.

Sobre a imagem formada, pode-se afirmar que: a) será real e invertida, formada à direita da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e com

tamanho menor que o do objeto. b) será virtual e direta, formada à esquerda da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e

com tamanho maior que o do objeto. c) será real e invertida, formada à direita da lente, a uma distância de 6,97 cm desta, e com

tamanho menor que o do objeto. d) será real e invertida, formada à esquerda da lente, a uma distância de 6,97 cm desta, e com

tamanho maior que o do objeto. e) será real e direta, formada à direita da lente, a uma distância de 17,69 cm desta, e com

tamanho menor que o do objeto. 14. (Uece 2015) Um raio de luz se propaga pelo ar e incide em uma lente convergente, paralelamente ao eixo principal, saindo pela face oposta da lente. Sobre o raio de luz após sair da lente, cuja espessura não é desprezível, é correto afirmar que a) sofreu duas refrações. b) sofreu uma refração seguida por uma difração. c) sofreu duas difrações. d) sofreu uma difração seguida por uma refração. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Considere os dados abaixo para resolver a(s) questão(ões), quando for necessário. Constantes físicas

Aceleração da gravidade próximo à superfície da Terra: 2g 10m s

Aceleração da gravidade próximo à superfície da Lua: 2g 1,6m s

Densidade da água: 31,0g cmρ

Velocidade da luz no vácuo: c 3,0 108m s

Constante da lei de Coulomb: 9 2 20k 9,0 10 N m C

15. (Cefet MG 2015) Na figura, O representa um objeto no ar e I, a sua imagem produzida por

um elemento ótico simples, que pode ser um espelho ou uma lente colocada sobre a linha tracejada vertical. A altura dessa imagem é o triplo da altura do objeto.

Esse elemento ótico é um(a) a) espelho plano. b) espelho convexo. c) lente convergente. d) lente divergente. e) espelho côncavo. 16. (Udesc 2014) Assinale a alternativa incorreta, considerando os elementos e os fenômenos ópticos. a) A luz é uma onda eletromagnética que pode sofrer o efeito de difração. b) A lupa é constituída por uma lente divergente. c) O cristalino do olho humano comporta-se como uma lente convergente. d) As ondas longitudinais não podem ser polarizadas porque oscilam na mesma direção da

propagação. e) O espelho esférico côncavo é usado para ampliar a imagem dos objetos colocados bem

próximos a ele. 17. (G1 - ifsp 2014) De posse de uma lupa, um garoto observa as formigas no jardim. Ele posiciona o dispositivo óptico bem perto dos insetos (entre a lente e o seu foco) e os veem de maneira nítida. O tipo de lente que utiliza em sua lupa pode ser classificado como: a) Convergente, formando uma imagem real, maior e direita. b) Divergente, formando uma imagem virtual, menor e direita. c) Convergente, formando uma imagem virtual, maior e direita. d) Divergente, formando uma imagem real, maior e invertida. e) Convergente, formando uma imagem real, menor e invertida.

Gabarito: Resposta da questão 1: [B] Para a imagem do objeto no espelho côncavo, através do desenho, nota-se que o mesmo se encontra entre o foco e o centro de curvatura do espelho, logo, a imagem é real, invertida e maior, mas a mesma só é vista a partir da lente fazendo novamente a construção para a lente, formando, finalmente a imagem 1, real, direta e maior, mostrada na figura mais abaixo. Para a imagem 2 da lente biconvexa, observa-se que o objeto está além do ponto antiprincipal e, sendo assim, sua imagem é real, invertida e menor. As construções das imagens estão indicadas nas figuras abaixo:

Resposta da questão 2: [C] A lente é divergente e está posicionada à direita da imagem, com mostra a figura.

Resposta da questão 3: [E] De acordo com a imagem real para dois pontos na lente convexa, temos a seguinte construção de imagens:

Nota-se que à medida que se aumenta a distância do objeto D, a distância da imagem d fica

menor, sendo as duas inversamente proporcionais. Com isso, o gráfico correto entre essas duas distâncias apresenta uma curva chamada hipérbole corretamente representado na alternativa [E]. Resposta da questão 4: [A] Numa lente divergente, qualquer que seja a posição do objeto em relação à lente, produzirá imagens com as mesmas características, ou seja, a imagem será virtual, direita e menor. Resposta da questão 5: [C] [I] Correta. Lente de bordas finas, de material de índice de refração n, quando imersa num

meio de índice de refração mn é:

m

m

Convergente, se n n ;

Divergente, se n n .

1º Experimento: a lente S é imersa num meio de índice 1n e seu comportamento óptico é o

mesmo de uma lente côncavo-convexa imersa no ar, ou seja, convergente. Então: 1n n .

2º Experimento: a lente S é imersa num meio de índice 2n e seu comportamento óptico é o

mesmo de uma lente convexo-côncava imersa no ar, ou seja, divergente. Então:

1 2n n n n.

Confrontando os dois resultados obtidos, conclui-se que: 2 1n n n .

[II] Incorreta. Lente plano-côncava não é de bordas finas.

[III] Correta. As vergências (V) têm sinais opostos. No 1º experimento, e no segundo, 2V 0.

Logo: 1

2

V0.

V

[IV] Incorreta. As distâncias focais dependem dos índices de refração dos meios. Além disso, elas têm sinais opostos, não podendo ser iguais. Resposta da questão 6: [E] A maioria das alternativas pode ser resolvida analisando-se a equação dos fabricantes de lente ou equação de Halley, que relaciona a vergência de uma lente, com a razão entre os índices de refração da lente e do meio e os raios de curvatura das duas faces da lente:

lente

meio 1 2

n1 1 1C 1

f n R R

Análise das alternativas:

[V] A distância focal f da lente colocada no ar é positiva e, portanto, a lente é convergente. Para testar basta usar a parte da equação que dá a razão entre os índices de refração e verificar o sinal.

lente

meio

n 1,541 1 0 f 0

n 1,02

[V] Fazendo o teste dos índices de refração novamente, agora para o caso da lente colocada

no líquido:

lente

meio

n 1,541 1 0 f 0

n 1,67

[F] Nos dois casos, a distância focal passa de positiva para negativa, significando uma

mudança em seus valores, portanto falsa. [F] Como o raio luminoso incidente parte de um meio menos refringente para um meio mais refringente, o raio refratado se aproxima da normal. Resposta da questão 7: [B] Analisando o enunciado, devido a necessidade do estudante projetar uma imagem ampliada, a imagem tem que ser REAL. Assim, a única alternativa que utiliza uma lente e um espelho esférico de forma correta para obter-se uma imagem real e ampliada é a alternativa [B]. Justificando as alternativas incorretas, temos: [A] O espelho conjuga uma imagem virtual, pois o objeto está entre o foco e o vértice. [C] Espelho convexo sempre conjuga uma imagem virtual. [D] Espelho convexo sempre conjuga uma imagem virtual Resposta da questão 8: [A] A gota possui um formato de uma lente convergente, onde o objeto real (astronauta) está posicionado antes do ponto antiprincipal, tendo as seguintes características com relação a sua imagem: - Posição: entre o foco imagem e o ponto antiprincipal imagem. - Natureza: real, invertida e menor que o objeto. Resposta da questão 9: [B] Para que uma lente conjugue uma imagem em uma tela (imagem real), esta só pode ser uma lente convergente.

Resposta da questão 10: [B] Como a lente é de aumento, somente pode ser a lente convergente sendo a imagem maior, direita e virtual. Resposta da questão 11: [A] Uma lente esférica delgada de bordas finas, imersa no ar, tem comportamento óptico convergente e funciona como lupa (lente de aumento) quando o objeto está colocado entre o foco principal objeto e o centro óptico da lente. Nesse caso, a imagem é virtual direita e maior que o objeto. A figura ilustra a situação:

Resposta da questão 12: [B] Uma lente de borda fina, no ar, é convergente, desde que as faces formem uma calota. Resposta da questão 13: [A]

A figura mostra que a imagem conjugada é real invertida e menor que o objeto. A resposta também pode ser obtida algebricamente.

Dados: p 23 cm é f 10 cm.

Aplicando a equação dos pontos conjugados:

pf 23 10

p' p' 17,69 cm. p' 0 Imagem Realp f 13

Aplicando a equação do aumento linear transversal:

A 0 Imagem invertida;p' 17,69A A 0,77.

| A | 1 Imagem menor que o objeto.p 23

Resposta da questão 14: [A] É observado o fenômeno da refração sempre que uma onda passa de um meio para outro de índice de refração diferente. Independentemente do tipo de lente, o raio de luz sofrerá uma refração na separação ar-lente na sua entrada e logo em seguida outra refração na separação lente-ar. Desta forma, pode-se dizer que sofrerá duas refrações. Resposta da questão 15: [C] Dos instrumentos dados como opções, somente a lente convergente pode construir uma imagem conforme ilustração do enunciado. [A] O espelho plano sempre irá ter uma imagem do mesmo tamanho, direita e revertida

(trocando direita com esquerda). [B] O espelho convexo sempre terá uma imagem Virtual, direita e menor, porém a imagem

sempre estará do outro lado do elemento óptico. [C] CORRETA. Na lente convergente, se o objeto for colocado entre o foco-objeto e o centro

óptico, a imagem será Virtual, direita e maior, conforme ilustração do enunciado. [D] A Lente divergente sempre irá ter uma imagem virtual, direita e menor que o objeto. [E] O espelho côncavo não pode ser devido ao fato de a única possibilidade de ter uma imagem direita e maior, a imagem estará do outro lado do espelho óptico. Resposta da questão 16: [B] Comentário: A alternativa [B] deveria especificar que a lupa está sendo usada no ar; na alternativa [E], o termo bem próximos é muito vago. Deveria ser trocado por: ... entre o foco e o vértice. Espera-se sempre que uma lupa seja usada no ar. Então, o índice de refração do material de que ela é feita é maior que o do meio. Sendo uma lente de borda fina, ela deve ser convergente. Resposta da questão 17: [C] A lupa é uma lente convergente que fornece de um objeto real, entre a lente e o foco, uma imagem virtual, maior e direita.