Lentes Esféricas: Lentes Convergentes

Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Lentes Esféricas: Lentes Convergentes com questões de Vestibulares.


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01. (UFT) Um dos mais elementares instrumentos ópticos de aumento é a lupa. Entretanto, apresenta limitações em seu aumento nominal devido ao valor reduzido da distância mínima de visão distinta e as deformações na imagem do objeto, o que limita o aumento da convergência. Para solucionar esses problemas, pode-se associar a lupa a uma lente convergente, criando um sistema óptico com duas lentes convergentes. O instrumento óptico que utiliza esse sistema de duas lentes convergentes é:

  1. binóculo.
  2. telescópio refletor.
  3. microscópio simples.
  4. microscópio composto

Resposta: D

Resolução:

02. (UFPR) Um microscópio composto é constituído, em sua forma mais simples, por duas lentes convergentes colocadas em sequência, conforme esquematizado na figura abaixo. 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.

  1. V – F – F – V.
  2. F – V – V – F.
  3. V – V – F – F.
  4. F – F – V – V.
  5. F – V – V – V.

Resposta: B

Resolução:

03. (UECE) Sobre lentes convergentes, é correto afirmar que um raio de luz que incide o paralelo ao eixo da lente

  1. passa pelo foco após a refração.
  2. passa pelo foco após a difração.
  3. segue paralelo ao eixo após a refração.
  4. segue paralelo ao eixo após a difração.

Resposta: A

Resolução:

04. (UEG) O olho humano é um órgão complexo composto por um sistema de lentes convergentes, cujas mais importantes são a córnea e o cristalino. Sobre o mecanismo deficiências visuais mo de funcionamento e deficiências do olho, baseado nestas lentes, verifica-se que

  1. na miopia a córnea torna-se excessivamente plana, o que dificulta a identificação de objetos distantes.
  2. na presbiopia o cristalino torna-se mais flexível, dificultando a acomodação adequada e a identificação de objetos próximos.
  3. na hipermetropia o formato achatado do cristalino faz com que a imagem de um determinado objeto seja formada atrás da retina.
  4. no astigmatismo uma pessoa tem deformações nas curvaturas da córnea, o que leva a apenas uma visão ruim em diversas direções.

Resposta: C

Resolução: Onde a imagem é formada na hipermetropia? A Hipermetropia é uma doença ocular em que o globo ocular é um pouco menor (mais curto) do que o normal. Isso faz com que exista um erro de focalização da imagem no olho, no qual a imagem é formada atrás da retina e não sobre ela, como deveria ser. (Fonte: Instituto da Visão Assad Rayes.)

05. (UnB) Com a evolução tecnológica, os projetores cinematográficos passaram a utilizar um complexo ajuste de lentes para exibir os filmes nas grandes telas de projeção atuais. A respeito desse assunto, julgue o item.

No caso de lentes convergentes, se um objeto estiver na região entre o foco e o centro da lente, a imagem formada será

  1. virtual, invertida e de maior tamanho.
  2. real, direita e de menor tamanho.
  3. virtual, direita e de maior tamanho.
  4. real, invertida e de menor tamanho.

Resposta: C

Resolução: Começa em 4:37

06. (PUC-SP) O globo ocular humano, com cerca de 25 milímetros de diâmetro, é o responsável pela captação da luz refletida pelos objetos à nossa volta. O olho humano é um órgão da visão, no qual uma imagem óptica do mundo externo é produzida, transformada em impulsos nervosos e conduzida ao cérebro pelo nervo óptico. O olho humano basicamente se restringe a duas lentes convergentes de alto poder refrativo: a córnea, com aproximadamente 2,3cm de distância focal, e o cristalino, com aproximadamente 7,1cm de distância focal. Considerando esses valores como médios, uma vez que podem variar de pessoa para pessoa, podemos calcular que a córnea e o cristalino, respectivamente, possuem aproximadamente

  1. + 0,43 dioptrias e + 0,14 dioptrias.
  2. + 4,3 dioptrias e + 1,4 dioptrias.
  3. + 43 dioptrias e + 14 dioptrias.
  4. - 4,3 dioptrias e - 1,4 dioptrias.
  5. - 43 dioptrias e - 14 dioptrias.

Resposta: C

Resolução:

A dioptria é uma unidade de medida que representa o poder de refração de uma lente. Ela é calculada como o inverso da distância focal da lente, em metros.

Assim, a córnea, com uma distância focal de 2,3 cm, tem um poder de refração de +4,3 dioptrias. Já o cristalino, com uma distância focal de 7,1 cm, tem um poder de refração de +1,4 dioptrias.

As alternativas (A) e (B) estão erradas porque os valores de dioptrias são negativos. A córnea e o cristalino são lentes convergentes, o que significa que elas convergem os raios de luz, formando uma imagem real no fundo do olho. Lentes convergentes têm um poder de refração positivo.

As alternativas (D) e (E) estão erradas porque os valores de dioptrias são muito maiores do que o normal. A córnea e o cristalino de um olho humano saudável não têm um poder de refração tão grande.

Portanto, a resposta correta é a (C), pois ela representa os valores de dioptrias corretos para a córnea e o cristalino do olho humano.

Aqui está um resumo da resolução:

Diodotria = 1/Distância focal

Córnea: 2,3 cm -> +4,3 dioptrias

Cristalino: 7,1 cm -> +1,4 dioptrias

07. (Unichristus) Texto para a questão.

O MICROSCÓPIO COMPOSTO

O microscópio composto é usado para ver objetos muito pequenos que se encontram a pequenas distâncias. Em sua forma mais simples, ele consiste de duas lentes convergentes. A lente mais próxima do objeto é chamada de objetiva. A lente mais próxima do olho, chamada de visor ou ocular, é usada como um ampliador simples para ver a imagem formada pela objetiva.

Tipler e Mosca

Na objetiva, a imagem formada para a ampliação na ocular será

  1. virtual, invertida e maior.
  2. virtual, direita e menor.
  3. real, direita e maior.
  4. real, invertida e menor.
  5. real, invertida e maior.

Resposta: E

Resolução:

A objetiva do microscópio composto é uma lente convergente, o que significa que ela converge os raios de luz, formando uma imagem real e invertida do objeto. Essa imagem é formada entre a objetiva e o foco da ocular, que é a lente mais próxima do olho.

A ocular é uma lente convergente que amplia a imagem formada pela objetiva. A imagem final, vista pelo observador, é virtual, invertida e maior do que o objeto original.

Portanto, a resposta correta é a (E), pois ela descreve corretamente as características da imagem formada pela objetiva do microscópio composto.

Aqui está uma explicação detalhada da resolução:

Objetiva:

Real

Invertida

Menor

Ocular:

Virtual

Invertida

Maior

Imagem final:

Virtual

Invertida

Maior

As alternativas (A), (B) e (C) estão erradas porque descrevem imagens que não são formadas por uma lente convergente. A alternativa (D) está errada porque descreve uma imagem que é real, mas não é invertida.

08. (EMESCAM) O microscópio óptico (ver figura) proporcionou um grande avanço nas ciências biológicas e biomédicas. As ampliações feitas pelo microscópio são baseadas nas propriedades das lentes convergentes.

Em relação à formação de imagens para uma lente convergente, qual das afirmações abaixo é correta?

  1. Um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto forma uma imagem real, invertida e maior.
  2. Um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto forma uma imagem real, invertida e menor.
  3. Um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto forma uma imagem virtual, invertida e maior.
  4. Um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto forma uma imagem virtual, direita e maior.
  5. Um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto forma uma imagem real, direita e menor.

Resposta: A

Resolução:

Uma lente convergente forma uma imagem real e invertida de um objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto. A imagem é real porque os raios de luz convergem para um ponto real. A imagem é invertida porque os raios de luz são refletidos ou refratados de forma que o objeto aparece de cabeça para baixo.

As alternativas (B), (C), (D) e (E) estão erradas porque descrevem imagens que não são formadas por uma lente convergente.

Portanto, a resposta correta é a (A), pois ela descreve corretamente as características da imagem formada por uma lente convergente quando o objeto está entre o foco e o ponto antiprincipal objeto.

Aqui está uma explicação detalhada da resolução:

Objeto colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto:

Imagem real

Invertida

Maior

As imagens formadas por lentes convergentes podem ser classificadas de acordo com sua natureza (real ou virtual), sua orientação (direita ou invertida) e seu tamanho (maior ou menor).

Imagem real: os raios de luz convergem para um ponto real.

Imagem virtual: os raios de luz divergem do ponto de imagem.

Imagem direita: o objeto aparece da mesma maneira que na realidade.

Imagem invertida: o objeto aparece de cabeça para baixo.

Imagem maior: o objeto aparece maior do que na realidade.

Imagem menor: o objeto aparece menor do que na realidade.

No caso da questão, o objeto está colocado entre o foco e o ponto antiprincipal objeto. Nesse caso, a imagem formada é real, invertida e maior.

09. (EMESCAM) O olho humano é um órgão da visão, no qual uma imagem óptica do mundo externo é produzida, transformada em impulsos nervosos e conduzida ao cérebro. O olho está representado na figura:

Sobre a visão, analise as afirmações abaixo:

(I) O cristalino consiste numa lente biconvexa que forma uma imagem real e invertida sobre a retina.

(II) Para que a imagem se forme na retina, os músculos do olho alteram a distância focal do cristalino, propiciando a chamada acomodação visual para objetos situados em posições diferentes.

(III) Uma pessoa míope não enxerga bem, pois a imagem se forma antes da retina, e para corrigir esse problema ela deve usar óculos com lentes convergentes.

(IV) Uma pessoa que sofre de hipermetropia não enxerga bem, pois a imagem se forma depois da retina, e para corrigir esse problema ela deve usar óculos com lentes convergentes.

Podemos afirmar que:

  1. Todas as afirmações estão corretas;
  2. Somente as afirmações (I), (II) e (III) estão corretas;
  3. Somente as afirmações (II), (III) e (IV) estão corretas;
  4. Somente as afirmações (I) e (IV) estão corretas;
  5. Somente as afirmações (I), (II) e (IV) estão corretas.

Resposta: E

Resolução:

As afirmações (I), (II) e (IV) estão corretas.

A afirmação (I) é correta porque o cristalino é uma lente biconvexa, que é um tipo de lente convergente. Uma lente convergente forma uma imagem real e invertida quando o objeto está no infinito. No caso do olho humano, o cristalino faz com que a imagem do objeto distante se forme na retina, que é uma membrana sensível à luz localizada no fundo do olho.

A afirmação (II) é correta porque os músculos do olho alteram a distância focal do cristalino para que a imagem se forme na retina para objetos situados em diferentes distâncias. Para objetos próximos, o cristalino se torna mais curvo, aumentando sua distância focal. Para objetos distantes, o cristalino se torna menos curvo, diminuindo sua distância focal.

A afirmação (III) é correta porque a miopia é um defeito de visão em que a imagem do objeto distante se forma antes da retina. Para corrigir a miopia, os óculos ou lentes de contato usam lentes divergentes, que diminuem a curvatura do cristalino, aumentando sua distância focal. Isso faz com que a imagem se forme na retina.

A afirmação (IV) é correta porque a hipermetropia é um defeito de visão em que a imagem do objeto distante se forma depois da retina. Para corrigir a hipermetropia, os óculos ou lentes de contato usam lentes convergentes, que aumentam a curvatura do cristalino, diminuindo sua distância focal. Isso faz com que a imagem se forme na retina.

Portanto, a resposta correta é a (E), pois as afirmações (I), (II) e (IV) são todas corretas.

Aqui está uma explicação detalhada da resolução:

Afirmação (I): correta

Afirmação (II): correta

Afirmação (III): correta

Afirmação (IV): correta

As alternativas (A), (B) e (C) estão erradas porque excluem alguma das afirmações corretas.

10. (UFF) Uma lente convergente de pequena distância focal pode ser usada como lupa, ou lente de aumento, auxiliando, por exemplo, pessoas com deficiências visuais a lerem textos impressos em caracteres pequenos. Supondo que o objeto esteja à esquerda da lente, é correto afirmar que, para produzir uma imagem maior que o objeto, este deve ser:

  1. colocado sobre o foco e a imagem será real;
  2. posicionado entre a lente e o foco e a imagem será real;
  3. posicionado num ponto à esquerda muito afastado da lente e a imagem será virtual;
  4. posicionado num ponto à esquerda do foco, mas próximo deste, e a imagem será virtual;
  5. posicionado entre a lente e o foco e a imagem será virtual.

Resposta: E

Resolução:

Para produzir uma imagem maior que o objeto, é necessário que o objeto seja posicionado entre a lente e o foco. Nesse caso, a imagem será virtual e maior que o objeto.

A lente convergente de pequena distância focal é usada como lupa para aumentar o tamanho de objetos pequenos. Para isso, o objeto é posicionado entre a lente e o foco, de forma que os raios de luz que passam pela lente sejam convergentes. A imagem formada é virtual, pois é formada pelos prolongamentos dos raios de luz que passam pela lente.

As demais alternativas estão incorretas.

A alternativa (A) está incorreta, pois a imagem formada será real e menor que o objeto.

A alternativa (B) está incorreta, pois a imagem formada será real e maior que o objeto.

A alternativa (C) está incorreta, pois a imagem formada será virtual e menor que o objeto.

A alternativa (D) está incorreta, pois a imagem formada será virtual e maior que o objeto.

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