Questões de Concurso Sobre lentes em física

Alberto usa óculos multifocais, pois, além da miopia, também havia adquirido uma doença popularmente conhecida como “vista cansada”. A doença, que é caracterizada pela perda gradual da capacidade de focar em objetos que estão próximo ao rosto, também é conhecida como:

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.

“Utilizados nos mais diversos ramos da ciência, os microscópios ópticos permitem a observação de objetos minúsculos, ampliando sua imagem em até 1000 vezes. Com funcionamento simples, a ampliação é feita por meio de um conjunto de lentes – de vidro ou de cristal – e uma fonte de luz. Para formar a imagem aumentada da amostra, os microscópios contam com uma lente objetiva e uma ocular, ambas convergentes, colocadas nas extremidades diametralmente opostas de um tubo – o canhão – composto, por sua vez, de duas partes que podem ser estendidas ou encurtadas”.

_{Disponível em http://www.prolab.com.br/blog/entenda-como-funciona-um-microscopio-optico/ Acesso em 06/11/2016.}

Considerando um pequeno objeto colocado a 15 cm da lente objetiva, que possui distância focal igual a 10 cm. A imagem final observada está a 15 cm da lente ocular, a qual possui também distância focal 10 cm. O comprimento aproximado do microscópio (distância lente a lente) é:

Considere um desenho esquemático do olho humano abaixo, em que a imagem é formada sobre a retina. Se a imagem de um objeto é focalizada depois da retina, diz-se que a pessoa sofre de hipermetropia. Ao usar óculos, que tipo de lente corretiva deverá ser usado para corrigir esse defeito da visão?

Ilustração da formação de imagem no olho humano. Extraído de http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/olhohumano-um-instrumento-optico.htm.

Durante uma aula de laboratório, o professor de Física utiliza uma lente para projetar, sobre um anteparo, a imagem real de um objeto. A seguir, o professor perguntou aos alunos qual ou quais alterações seriam observadas na imagem projetada do objeto no anteparo, caso metade da lente fosse recoberta por uma tinta opaca e, registrou no quadro da sala, as cinco respostas mais frequentes:

1- o brilho e o tamanho da imagem diminuem.

2- o tamanho da imagem diminui e sua forma altera.

3- o brilho da imagem aumenta e sua forma altera.

4- a forma da imagem sofrerá alteração.

5- o brilho da imagem fica menor.

É (são) correta(s) a(s) resposta(s)

Um professor observou que três alunos estavam tendo dificuldades em enxergar o quadro negro, mesmo quando se sentavam na primeira fileira. Ao encaminhá-los ao oftalmologista, foi constatado que eles apresentavam o mesmo defeito de visão, conforme mostra a figura abaixo.

Esse defeito de visão é o (a) ______________ e sua correção é feita com lentes ____________.

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas:

Sobre os defeitos da visão, temos as seguintes afirmativas:

I. O astigmatismo pode ser corrigido com o uso de uma lente de superfície cilíndrica.

II. A hipermetropia pode ser corrigida com o uso de uma lente convergente.

III. A miopia pode ser corrigida com o uso de uma lente divergente.

Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Para construção de um telescópio para observações astronômicas, um grupo optou por construir um telescópio refrator, conhecido também por luneta, e o outro grupo, um telescópio refletor. Ambos utilizaram lentes objetivas de mesmo diâmetro. Por que para lentes de diâmetros maiores, o telescópio refletor é mais indicado?

Número f ( f number) é uma medida da capacidade de captação de luz de um sistema óptico, como uma lente de câmera. A variação do número f em uma câmera resulta em uma variação na sua profundidade de campo (depth of field – DOF).

Uma câmera fotográfica apresenta 2 cm de diâmetro da pupila de entrada e uma lente com distância focal de 8 cm. O número f da lente da câmera é 

Em experimentos laboratoriais explorando os conceitos de óptica geométrica, a análise das imagens formadas por lentes e espelhos é uma prática comum. Para promover discussões com os alunos sobre a natureza das imagens, um professor desafia os estudantes a escolherem um sistema óptico para projetar a imagem de uma fonte luminosa em um anteparo. Considerando esse contexto, qual sistema óptico seria mais apropriado para essa finalidade e qual deveria ser a posição precisa da fonte luminosa em relação a esse sistema óptico?

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. 





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:

Em um arranjo óptico, como mostrado na figura 13, duas ondas de comprimento de onda de 500 nm percorrem uma distância de x = 0 até x = 100 cm. Uma onda se propaga somente no ar; a outra, em um certo momento, atravessa uma cubeta de vidro contendo um líquido. Em x = 0 e t = 0, a onda tem amplitude máxima. Os índices de refração da cubeta e do líquido são, respectivamente, 1,5 e 1,2. A espessura d das paredes da cubeta é igual a 0,5 cm; e a largura interna da cubeta é de 10cm. Considere o índice de refração do ar igual ao do vácuo e também o número de onda k_v.





HECHT, Eugene. Optics. 4^th Ed.: Addison-Wesley Publishing, 2002, p. 321. (Adaptado).

Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmações abaixo:

( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = y_o sen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).
( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = y_o cos ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 1,57).
( ) A diferença de caminho óptico, após a onda atravessar a cubeta, é de 0,025 k_o .
( ) Depois de passar pela cuba, as ondas devem ser escritas como: Y (x,t) = y_o sen ((0,0125nm^-1)x – 6 s^-1 t + 0,025).

A sequência correta é: 

Considere os diagramas e figuras a seguir. 

Disponível em: http://www.astrosurf.com/luxorion/report-aberrations.htm. Acesso em: 14 de ago. 2023.

Em sistemas ópticos, na presença de qualquer tipo de lente, a radiação incidente interage com o sistema óptico e é modificado por ele. As figuras 7, 8, 9 e 10 mostram os tipos mais comuns de modificação da radiação incidente, que são: aberração esférica, astigmatismo, coma e difração.

Relacione as modificações com as figuras. 

MODIFICAÇÕES

1. Aberração esférica

2. Astigmatismo

3. Coma

4. Difração 

FIGURAS

( ) Figura 7

( ) Figura 8

( ) Figura 9

( ) Figura 10 

Assinale a sequência correta.  

Um telescópio possui uma lente objetiva fina de distância focal f_o e uma lente ocular fina de distância focal f_e, e essas lentes estão separadas por uma distância igual à soma de suas distâncias focais. Qual o módulo da magnificação angular desse telescópio?

Considerando o comprimento de onda da luz observada como 500 nm e usando o critério de Rayleigh, qual o valor que mais se aproxima do diâmetro da menor cratera da Lua que pode ser resolvida por esse telescópio?

Qual valor mais se aproxima do diâmetro da imagem da Lua formada pela objetiva desse telescópio?

Qual valor mais se aproxima do diâmetro angular da imagem final formada por esse telescópio?

Um pequeno objeto é colocado 60 cm à esquerda de uma lente fina divergente de distância focal 30 cm. A imagem produzida por essa lente servirá de objeto para uma segunda lente fina, agora convergente, de distância focal 15 cm, colocada 20 cm à direita da lente divergente. Qual a magnificação total desse objeto gerada por esse conjunto de lentes? Considere que as lentes e o objeto são paralelos entre si e que o objeto foi colocado perpendicularmente ao eixo de simetria das lentes (eixo óptico), com uma de suas extremidades em cima desse eixo. 

Sobre lentes finas, qual das alternativas está correta?

Quando um mergulhador está embaixo d'água e olha para cima, ele enxerga a luz de fora entrando pela superfície da água apenas dentro de uma janela circular de luz de raio R chamada de janela de Snell. Esse fenômeno é explicado pela refração da luz e pelo ângulo limite da reflexão total. Considerando o índice de refração da água como n, o do ar como 1, e que o mergulhador está a uma profundidade h abaixo da superfície da água, qual o valor de R?