Slide sem título · Física 3 | Óptica Exercício 1 Instrumentos Ópticos (UFV) Uma câmara fotográfica deve produzir, sobre o filme, a imagem de um objeto real situado a 30 cm

www.fisicanaveia.com.br

www.fisicanaveia.com.br/CEI

Física 3 | Óptica Instrumentos Ópticos Lupa

Física 3 | Óptica Instrumentos Ópticos

Física 3 | Óptica Luneta AstronômicaInstrumentos Ópticos

Luneta ou

Telescópio Refrator

Física 3 | Óptica Telescópio RefletorInstrumentos Ópticos

Telescópio Refletor

ou

Telescópio Newtoniano



ou




ou




ou


Física 3 | Óptica BinóculoInstrumentos Ópticos

Física 3 | ÓpticaExercício

3Instrumentos Ópticos

(Unesp 2010) Escolhido como o Ano Internacional da Astronomia, 2009 marcou os

400 anos do telescópio desenvolvido pelo físico e astrônomo italiano Galileu

Galilei. Tal instrumento óptico é constituído de duas lentes: uma convergente

(objetiva) e outra divergente (ocular). A tabela indica o perfil de 4 lentes, I, II, III e

IV, que um aluno dispõe para montar um telescópio como o de Galileu.

Para que o telescópio montado pelo aluno represente adequadamente um

telescópio semelhante ao desenvolvido por Galileu, ele deve utilizar a lente:

a) I como objetiva e a lente II como ocular.

b) II como objetiva e a lente I como ocular.

c) I como objetiva e a lente IV como ocular.

d) III como objetiva e a lente I como ocular.

e) III como objetiva e a lente IV como ocular.



Objetiva convergente: bordas finas

Ocular divergente: bordas grossas

I – Biconvexa II – Plano-côncava IV – Plano-convexaIII Convexo-côncava

I ou IV

II ou III

Alternativa: A

Física 3 | Óptica Microscópio CompostoInstrumentos Ópticos



(UFPR 2014) Um microscópio composto é constituído, em sua forma mais simples, por duas

lentes convergentes colocadas em sequência, conforme esquematizado na figura a seguir. A

lente mais próxima ao objeto é chamada objetiva, e a lente mais próxima ao olho humano é

chamada ocular. A imagem formada pela objetiva é real, maior e invertida e serve como

objeto para a ocular, que forma uma imagem virtual, direita e maior com relação à imagem

formada pela objetiva. Suponha que a distância focal da lente objetiva seja 1 cm, a distância

focal da lente ocular seja 4 cm e a distância entre as lentes seja de 6 cm.

Com base nas informações acima e nos conceitos de óptica, identifique como verdadeiras

(V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

•Para que a imagem formada pela objetiva tenha as características especificadas no

enunciado, o objeto deve estar a uma distância maior que 2 cm dessa lente.

•Supondo que o objeto esteja a uma distância de 1,5 cm da objetiva, a imagem formada por

esta lente estará a 3 cm dela.

•A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e maior em relação ao

objeto.

•A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior que 4 cm da ocular.

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

a) V – F – F – V. b) F – V – V – F. c) V – V – F – F.

d) F – F – V – V. e) F – V – V – V



Para que a imagem formada pela objetiva tenha as características

especificadas no enunciado, o objeto deve estar a uma distância

maior que 2 cm dessa lente.

F1F2 F4 F3

F1

F2

F4

F3

fob = 1 cm foc = 4 cm

Para que se forme uma imagem real, invertida e ampliada, o objeto

deve estar entre Ao e Fo. Logo, deve estar a uma distância da lente

entre 1 cm e 2 cm.



Supondo que o objeto esteja a uma distância de 1,5 cm da objetiva,

a imagem formada por esta lente estará a 3 cm dela.

F1F2 F4 F3

F1

F2

F4

F3


Aplicando a equação dos pontos conjugados de Gauss:

1 1 1

f p p'

1 1 1

1 1,5 p' 1 1 1

1 1,5 p'

1 1,5 1

p' 1,5 1 0,5

p' 1,51 1

p' 3

p' 3 cm



A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e

maior em relação ao objeto.

F1F2 F4 F3

F1

F2

F4

F3


É exatamente o que se pode ver no esquema de raios (figura acima,

à direita) e que concorda com o texto do enunciado.



A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior

que 4 cm da ocular.

[F V V F] Alternativa: B

F1F2 F4 F3

F1

F2

F4

F3


A imagem formada pela objetiva (i1) deve estar em Fo e O da ocular,

como podemos ver na imagem acima, à direita. Como a distância

focal da ocular mede 4 cm, a imagem deve estar a uma distância

menor do que 4 cm.

Física 3 | Óptica Máquina FotográficaInstrumentos Ópticos

Câmera digital usa

CCD ou CMOS



(UFV) Uma câmara fotográfica deve produzir, sobre o filme, a imagem de um

objeto real situado a 30 cm da lente. Essa imagem deve ser cinco vezes menor

que o objeto.

a) Diga o tipo de lente que deve ser usada.

b) Determine a que distância o filme deve estar da lente.

c) Encontre a distância focal da lente.

a) Lente convergente (para formar imagem real)

b) A = -1/5; p = 30 cm

p'A

p

1 p'

5 30

30p'

5 p' 6 cm

c)1 1 1

f p p'

1 1 1

f 30 6

1 1 5

f 30

1 6

f 30 f 5 cm

Resolução



(Unesp) Uma câmara fotográfica rudimentar utiliza uma lente

convergente de distância focal f = 50 mm para focalizar e projetar a

imagem de um objeto sobre o filme. A distância da lente ao filme é

p’ = 52 mm. A figura mostra o esboço dessa câmara. Para se obter

uma boa foto, é necessário que a imagem do objeto seja formada

exatamente sobre o filme e que o seu tamanho não exceda a área

sensível do filme. Assim:

a) calcule a posição que o objeto deve ficar em relação à lente.

b) sabendo-se que a altura máxima da imagem não pode exceder a 36,0 mm,

determine a altura máxima do objeto para que ele seja fotografado em toda a sua

extensão.

Resolução a) f = 50 mm; p’ = 52 mm

1 1 1

f p p'

1 1 1

50 p 52

1 1 1

50 52 p p 1300 mm 1,3 m

b) i = 36 mm; o = ?

i p '

o p

36 52

o 1300

36 1300o

52

| o | 900 mm 90 cm

1 52 50

p 50 52

1 2

p 2600

Física 3 | Óptica RetroprojetorInstrumentos Ópticos

Física 3 | Óptica Óptica da Visão


Pupila: controla a entrada de luz no globo ocular.


Córnea(lente)

Cristalino(lente)

fóvea

Papila óptica

(ponto cego)

Olho simplificado




Variando o perfil da lente, ou seja, os valores de R1 e R2,

mudamos o valor da distância focal f, o que muda o “grau”

da lente, a rigor a sua convergência C (em di = dioptrias)

O cristalino é maleável e pode mudar de perfil!

Física 3 | Óptica

O olho consegue conjugar imagens de objetos próximos ou distantes

p (varia) p’ @ 2 cm (fixo)

Muda a curvatura

do cristalinoMuda a distância

Focal do sistemaf

1 1 1

'f p p

fixo

varia

varia

25 cm p

p’ @ 2cm

Óptica da Visão


Ponto

Remoto(no infinito)

Ponto

Próximo(25 cm)p’ = 2cm

1 1 1

'f p p

fixo

varia

varia

(fixo)


Física 3 | Óptica

Miopia•Alongamento longitudinal do globo ocular

•A imagem forma-se “antes” da retina

•Cristalino com mínima convergência, mas ainda é muito convergente.

•O olho passa a ter dificuldades de perceber objetos “afastados” (o ponto

remoto fica mais próximo do olho)

Óptica da Visão


Física 3 | Óptica

Hipermetropia•Achatamento longitudinal do globo ocular

•A imagem forma-se “depois” da retina

•Cristalino fica com máxima convergência, mas ainda é pouco convergente

•O olho passa a ter dificuldades de perceber objetos “próximos” (o ponto

próximo fica mais afastado do olho)

Óptica da Visão

Física 3 | Óptica

Miopia•Alongamento longitudinal do globo

•A imagem forma-se “antes” da retina

•Olho muito convergente

Como corrigir a

Miopia?

Óculos com lentes divergentes

Óptica da Visão

Física 3 | Óptica

Uma pessoa com visão normal tem o ponto remoto situado a uma distância

infinita do globo ocular. Considere uma pessoa míope que tem o ponto remo-

to situado a 50 cm do olho. Calcule quantos “graus” devem ter suas lentes

corretivas para que ela possa voltar a enxergar normalmente.

1 1 1

' V

f p p

1 10 2

0,5

V

Objeto no ponto remoto “normal” (infinito): p =

Imagem direita (virtual) a 50 cm do olho: p’ = - 0,5 m

2 2 " " V di graus “graus negativos” = lente divergente

Óptica da VisãoExtra

1

Física 3 | Óptica

Hipermetropia•Achatamento longitudinal do globo

•A imagem forma-se “depois” da retina

•Olho pouco convergente

Óptica da Visão

Como corrigir a

Hipermetropia?

Óculos com lentes convergentes

Física 3 | Óptica

Uma pessoa com visão normal tem o ponto próximo situado a uma distância

de 25 cm do globo ocular. Considere uma pessoa hipermétrope que tem o

ponto próximo situado a 50 cm do olho. Calcule quantos “graus” devem ter

as suas lentes corretivas para que ela possa voltar a enxergar normalmente.

oa

1 1 1

' V

f p p

1 14 2

0,25 0,5

V

Objeto no ponto próximo “normal”: p = 25 cm


2 2 " " V di graus “graus positivos” = lente convergente

Óptica da VisãoExtra

2

Física 3 | Óptica Óptica da VisãoExercício

6

(EsPCEx 2016) Um estudante foi ao oftalmologista, reclamando que, de perto, não

enxergava bem. Depois de realizar o exame, o médico explicou que tal fato

acontecia porque o ponto próximo da vista do rapaz estava a uma distância

superior a 25 cm e que ele, para corrigir o problema, deveria usar óculos com

“lentes de 2,0 graus“, isto é, lentes possuindo vergência de 2,0 dioptrias. Do

exposto acima, pode-se concluir que o estudante deve usar lentes

a) divergentes com 40 cm de distância focal.

b) divergentes com 50 cm de distância focal.

c) divergentes com 25 cm de distância focal.

d) convergentes com 50 cm de distância focal.

e) convergentes com 25 cm de distância focal.

Resolução

Se reparar bem, o exercício fala de um caso idêntico ao do exercício extra 2 (anterior).

1 V

f

Se os óculos devem ter 2 “graus” positivos, as lentes corretivas serão

convergentes, o que concorda com o fato do ponto próximo estar mais afastado que o

normal, o que é característico de hipermetropia, corrigida por lentes convergentes.

Lentes de 2 “graus” são lentes de 2 di. Logo:

12

f

10,5

2 f m

10,5 50

2 f m cm


2

(UFMG) Após examinar os olhos de Sílvia e de

Paula, o oftalmologista apresenta suas conclusões a

respeito da formação de imagens nos olhos de cada

uma delas, na forma de diagramas esquemáticos,

como mostrado nestas figuras:

Com base nas informações contidas nessas figuras,

é correto afirmar que:

a) apenas Sílvia precisa corrigir a visão e, para isso,

deve usar lentes divergentes.

b) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia

deve usar lentes convergentes e Paula lentes

divergentes.

c) apenas Paula precisa corrigir a visão e, para isso,

deve usar lentes convergentes.

d) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia

deve usar lentes divergentes e Paula lentes

convergentes

Silvia

Paula


2

SILVIA

•Imagem se forma ANTES da retina.

•Olho muito convergente.

•Correção: lente divergente.

•Ametropia: miopia

Alternativa: D

PAULA

•Imagem se forma DEPOIS da retina.

•Olho pouco convergente.

•Correção: lente convergente.

•Ametropia: hipermetropia

Resolução

Silvia

Paula


7

(Uespi) Uma lente apropriada para pessoas com visão hipermetrope tem distância

focal igual a 12 cm. Um objeto é colocado a 20 cm da lente. Se a imagem formada

é invertida e tem 6 cm de altura, a altura do objeto é:

a) 4,0 cm

b) 6,0 cm

c) 7,5 cm

d) 8,0 cm

e) 9,0 cm

Resolução

fA

f p

12

12 20

12

8

3

2

i

Ao

3 6

2

o3 6 2 o 4 o cm


8

(UFG 2010) Em decorrência da presbiopia, mesmo uma pessoa de visão normalsofrerá de problemas de visão ao envelhecer. Isso ocorre devido à perda deelasticidade dos músculos ciliares e consequente enrijecimento do cristalino do olho, oque aumenta a distância do ponto próximo que mede, em média, 25 cm para um olhonormal de um adulto. Suponha que uma pessoa, aos 60 anos, tenha o ponto próximoem 80 cm. Para corrigir o problema de presbiopia, essa pessoa precisará usar óculoscom lentes:a) convergentes de + 0,0275 dioptria de vergência.b) divergentes de – 5,5 dioptrias de vergência.c) divergentes de – 2,75 dioptrias de vergência.d) convergentes de + 2,75 dioptrias de vergência.e) convergentes de + 5,25 dioptrias de vergência.

Resolução 1 1 1

' V

f p p

Objeto no ponto próximo “normal”: p = 25 cm = 0,25 m


1 1

0,25 0,80

V

1 1

0,25 0,80

0,80 0,25

0,25 0,80

0,55

0,20

0,55

2

10

V5,5

2 12,75 m 2,75 di


9

(Unicamp) O olho humano só é capaz de focalizar a imagem de um objeto (fazer

com que ela se forme na retina) se a distância entre o objeto e o cristalino do olho

for maior que a de um ponto conhecido como ponto próximo, Pp. A posição do

ponto próximo normalmente varia com a idade. Uma pessoa, aos 25 anos,

descobriu, com auxílio do seu oculista, que o seu ponto próximo ficava a 20 cm do

cristalino. Repetiu o exame aos 65 anos e constatou que só conseguia visualizar

com nitidez objetos que ficavam a uma distância mínima de

50 cm. Considere que para essa pessoa a retina está sempre a 2,5 cm do

cristalino, sendo que este funciona como uma lente convergente de distância focal

variável.

a) Calcule as distâncias focais mínimas do cristalino dessa pessoa aos 25 e aos 65

anos.

b) Se essa pessoa, aos 65 anos, tenta focalizar um objeto a 20 cm do olho, a que

distância da retina se formará a imagem?


9

a) p’ = 2,5 cm

1 1 1

20 2,5

f

1 1 8 9

20 20f

2,2 @f cm

1 1 1

50 2,5

f

1 1 20 21

50 50f

2,4 @f cm

20

anos

65

anos

b) p = 20 cm; f = 2,4 cm; p’ = ?

1 1 1

'

f p p

1 1 1

2,4 20 '

p

1 1 1

2,4 20 '

p

20 2,4 1

2,4 20 '

p

17,6 1

48 '

p

48' 2,7

17,6 p cm

Como a retina está a 2,5 cm do cristalino, concluímos que a imagem se forma 0,2 cm

depois (ou atrás) da retina.

' 2,7 @p cm

Resolução

Física 3 | Óptica Óptica da VisãoExtra

3

(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 próxi-

mos, 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. 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.

Comparando as duas fotografias, sem óculos e com óculos, percebemos que a

lente forma uma imagem ampliada dos olhos do professor. Lentes divergentes só

formam imagens reduzidas. Logo, é lente só pode ser convergente.

Física 3 | Óptica Óptica da VisãoExtra

3

b) Nesta figura, está representado um dos olhos de Elmo, sem óculos e em

situação de vista relaxada, 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.

A lente convergente corrige Hipermetropia ou Presbiopia (“vista cansada”).

Logo, o olho apresenta pouca convergência, sendo a imagem formada depois

da retina.

Documents

Slide sem título · Física 3 | Óptica Exercício 1 Instrumentos Ópticos (UFV) Uma câmara fotográfica deve produzir, sobre o filme, a imagem de um objeto real situado a 30 cm