Questões Corrigidas, em Word:  Lentes Imagens  - Conteúdo vinculado ao blog      http://fisicanoenem.blogspot.com/
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Este arquivo faz parte do banco de materiais do Blog Física no Enem: http://fisicanoenem.blogspot.com/ . A ideia é aumentar este banco, aos poucos e na medida do possível. Para isto, querendo ajudar, se houver erros, avise-nos: serão corrigidos. Lembre-se que em Word costumam ocorrer problemas de formatação. Se quiser contribuir ainda mais para o banco, envie a sua contribuição, em Word, o mais detalhada possível para ser capaz de Ensinar a quem precisa Aprender. Ela será disponibilizada também, com a devida referência ao autor. Pode ser uma questão resolvida, uma apostila, uma aula em PowerPoint, o link de onde você a colocou, se já estiver na rede. Comente à vontade no blog. Afinal, é justamente assim que ensinamos a nossos alunos.

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Questões Corrigidas, em Word:  Lentes Imagens  - Conteúdo vinculado ao blog      http://fisicanoenem.blogspot.com/ Questões Corrigidas, em Word: Lentes Imagens - Conteúdo vinculado ao blog http://fisicanoenem.blogspot.com/ Document Transcript

  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 1 QUESTÕES CORRIGIDAS LENTES IMAGENS1. (UFMG/05) Rafael, fotógrafo lambe-lambe, possui uma câmara fotográfica que consiste em uma caixa com um orifício, onde é colocada uma lente. Dentro da caixa, há um filme fotográfico, posicionado a uma distância ajustável em relação à lente. Essa câmara está representada, esquematicamente, nesta figura: Para produzir a imagem nítida de um objeto muito distante, o filme deve ser colocado na posição indicada, pela linha tracejada. No entanto, Rafael deseja fotografar uma vela que está próxima a essa câmara. Para obter uma imagem nítida, ele, então, move o filme em relação à posição acima descrita. Assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa a posição do filme e a imagem da vela que é projetada nele. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 2 CORREÇÃOPrimeiramente, para projetar a imagem no filme, ela precisa ser real, e, portanto,invertida. Pelo enunciado, um objeto longe, cujos raios de luz chegam paralelos,como os do sol, se concentram formando a imagem no foco. Então, mais perto, aimagem será formada entre o foco e o centro de curvatura. Particularmente, se oobjeto for colocado no centro, como na figura B (meça com uma régua ou no“olhômetro” mesmo!) a imagem será formada à mesma distância. OPÇÃO: B.2. Observe atentamente a figura abaixo, que representa algumas lentes delgadas de vidro, imersas no ar.Podemos afirmar corretamente que todas estas lentes: http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 3 A) tendem a divergir os raios de luz que as atravessam. B) tendem a convergir os raios de luz que as atravessam. C) tendem a refletir os raios de luz que sobre elas incidem. D) apresentam um comportamento imprevisível. CORREÇÃOObservando as lentes, notando que serão usadas no ar, elas são convergentes. OPÇÃO: B 3. Um objeto é colocado entre o centro de curvatura e o foco de uma lente divergente delgada feita de vidro e imersa no ar. Marque a alternativa que representa corretamente as características da imagem formada. a) menor, direta e virtual. b) menor, invertida e real. c) maior, direta e virtual. d) maior, invertida e real. CORREÇÃO Basta usar os raios principais: “paralelo-foco, foco-paralelo”, construir a imagem ever as características ou, simplesmente, sabê-las de cor. OPÇÃO: A. 4. Considerando as propriedades de refração de uma lente convergente, podemos afirmar corretamente que o raio de luz: a) que atinge seu centro óptico emerge na mesma direção e sentido de incidência. b) que passa pelo seu centro de curvatura refrata-se em uma direção que passa pelo foco. c) que passa pelo seu foco refrata-se em uma direção que passa pelo centro de curvatura. d) que incide paralelamente ao seu eixo principal refrata-se numa direção que passa pelo centro óptico. CORREÇÃO Propriedades da lente convergente e raios principais. Letra A. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 4 5. a) Dois raios de luz incidem em uma lente de vidro imersa no ar conforme a figura abaixo. Luz DESENHE a trajetória que melhor representa estes dois raios de luz APÓS emergirem na outra extremidade da lente. b) Outra lente de índice de refração igual a 1,3 está imersa em um meio cujo índice de refração vale 1,4 , como representado na figura seguinte. DESENHE a trajetória que melhor representa os raios refratados APÓS atravessarem esta lente. Luz CORREÇÃOO raio que atinge o centro óptico sai na mesma direção. E: paralelo-foco, foco-paralelo. E, no segundocaso, a exceção: o meio é mais refringente e a lente muda seu comportamento. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 5 Luz Luz6. Um objeto é colocado entre o centro e o foco de uma lente convergente, como na figura abaixo. DESENHE a imagem que será formada usando as regras de formação de imagem e os raios principais. C F F C http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 6 CORREÇÃO Paralelo-foco, foco-paralelo. C F F C 7. (UFMG/2007) Tânia observa um lápis com o auxílio de uma lente, como representado nesta figura: Essa lente é mais fina nas bordas que no meio e a posição de cada um de seus focos está indicada na figura. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posição da imagem vista por Tânia é o A) P . B) Q . C) R . D) S . CORREÇÃO Esse é um dos casos mais comuns de formação de imagens por uma lente convergente (lupa,lente de aumento), facilmente identificada pelo meio mais grosso que as beiradas. Olhar um objetode perto com a lente. Todo mundo que já usou uma lente como essa sabe que vemos uma imagemmaior. Onde? http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 7 Para saber a posição da imagem, usamos os chamados raios principais: paralelo-foco, foco-paralelo. O raio que chega paralelo ao eixo da lente converge para o foco e o que vem na direção dofoco converge paralelo ao eixo. Vamos montar a imagem.Prolongando os raios refratados, vemos a imagem sobre o ponto Q. Aliás, maior, direta e virtual.Questão simples. Estudando e desenhando a formação de imagens algumas vezes, faz-se de cabeçamesmo. OPÇÃO: B. 8. (UFMG/2006) (Constituída de dois itens.)Em uma aula de Ciências, André mergulha uma lente oca e transparente, preenchida com ar, em umaquário cheio de água. Essa lente tem uma face plana e a outra curva, como representado nestafigura: http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 8Um raio de luz emitido por uma lâmpada localizada no interior do aquário incide perpendicularmentesobre a face plana da lente.Considerando essas informações,1. TRACE, na figura, a continuação da trajetória do raio de luz indicado até depois de ele atravessar alente.JUSTIFIQUE sua resposta.2. INDIQUE, na figura, a posição aproximada do foco à esquerda da lente.JUSTIFIQUE sua resposta. CORREÇÃO 1. Questão típica de Refração, cobrando a compreensão conceitual do fenômeno, e menos“decoreba”. O formato da lente engana: importa o conhecimentoda Lei de Snell: A B Quando um raio de luz incide na superfície que separadois meios transparentes, formando um ângulo com a NORMAL(vermelha), conforme a ilustração, ele se desvia seguindoas equações: n 1 . sen θ 1 = n 2 . sen θ 2 ou v1 = senθ 1 . Luz v2 senθ 2Prefiro a 2ª: genericamente, ela diz que o ângulo com a normalé maior onde a velocidade é maior, e vice-versa!No “olhômetro”, pelo desenho,vemos que a luz é mais rápidaem A, onde o ângulo é maior. Sabemos que a luz é maisrápida no ar que na água. Elembramos que quando a luzincide perpendicularmente àsuperfície de separação, elarefrata sem desviar. Assim,traçamos o raio de luz naquestão. Observe: a luz entra pelaface plana, sem sofrer desvio.Segue até a interface que separao ar da lente da água, em volta.Ao entrar na água, a velocidadeda luz diminui, e de acordo comSnell, o ângulo com a normaltambém diminui, como é visível no desenho. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 9 2. Vemos que a lente tem um comportamento DIVERGENTE, espalhando a luz! O foco deveestar no eixo principal, que passa pelo centro da lente, e pode ser encontrado pelo prolongamento doraio refratado. Até porque, é aproximado... 9. (UEMG/2008) Uma pessoa usa uma lupa para queimar uma folha de papel, usando a luz solar, conforme ilustração abaixo: Em relação a essa situação, assinale a alternativa que traz uma afirmação INCORRETA. A) A lente usada pela pessoa é fina nas extremidades e mais grossa no centro. B) A luz solar foi concentrada no foco da lente. C) A velocidade da luz no ar é menor que a velocidade da luz no material que constitui alente. D) A lente usada na figura pode formar imagens reais ou virtuais. CORREÇÃO A questão mostra o uso da lupa, ou também chamada lente deaumento, nome que não gosto porque ela também é capaz de formarimagens menores. A lente é mais grossa nas beiradas, concentra os raios de sol quechegam paralelos no foco e, no vidro, a velocidade da luz é menor que noar. OPÇÃO: C. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 10 10. (UFMG/92) Observe a figura. Construiu-se uma "lente" para ondas sonoras, colocando-se um gás no interior de um recipiente de plástico, como o da figura. Nesse gás, a velocidade do som é maior do que no ar. Supondo-se que essa "lente" esteja no ar e que F seja seu foco, qual dos diagramas melhor representa o comportamento dos raios de uma onda sonora que nela incida? CORREÇÃOApesar de ser sobre o som, a questão é sobre uma lente normal. Veja que se trata de uma com asbordas finas, aparentemente convergente. Porém, no material da lente, a onda se move mais rápidodo que no ar, ao contrário de uma lente de vidro feita para luz. Assim, ela se comporta comodivergente. OPÇÃO: B. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 11 11. (UFMG/2011) Em um laboratório de óptica, Oscar precisa aumentar o diâmetro do feixe de luz de um laser. Para isso, ele prepara um arranjo experimental com duas lentes convergentes, que são dispostas de maneira que fiquem paralelas, com o eixo de uma coincidindo com o eixo da outra. Ao ligar-se o laser, o feixe de luz é alinhado ao eixo do arranjo. Esse arranjo está representado neste diagrama:Nesse diagrama, as duas linhas horizontais com setas representam dois raios de luz do feixe. Odiâmetro do feixe é indicado pela letra d. A linha tracejada horizontal representa o eixo das duaslentes. O feixe de luz que incide nesse arranjo, atravessa-o e sai dele alargado, na mesma direção deincidência.Considerando essas informações, 1. TRACE no diagrama, até a região à direita da segunda lente, a continuação dos dois raios de luz e INDIQUE a posição dos dois focos de cada uma das lentes. 2. DETERMINE o diâmetro do feixe de luz à direita da segunda lente em função de d e das distâncias focais f1 e f2 das lentes. CORREÇÃO Agora, na Óptica, particularmente as Lentes Esféricas, uma questão bem mais simples que aanterior. Tenho uma aula sobre o assunto, aqui: - http://www.slideshare.net/capitao_rodrigo/refrao-da-luz-e-lentes . Quando lidamos com as lentes, sempre ensinamos os raios principais: o raio que incide numalente convergente, paralelo ao seu eixo principal, refrata passando pelo foco e vice-versa. Vira um“decoreba”, mesmo: paralelo→foco; foco→paralelo. É um conhecimento bem comum, desde que oaluno, pelo menos, veja a matéria na escola. E, praticamente, o único necessário para a solução. O enunciado pede: aumentar o diâmetro do feixe de laser. Traçar o diagrama e mostrar os doisfocos. Vamos ao desenho. http://fisicanoenem.blogspot.com/
  • © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 12 f 1e f 2 f1 f2 d D Temos aí o diâmetro aumentado. O feixe original, preto, incide paralelo ao foco da 1ª lente,convergindo para o seu foco, f 1. Entre as duas, os focos f 1 e f 2 das duas são coincidentes. Destaforma, o feixe azul que emerge da primeira incide na 2ª lente passando pelo seu foco, f 2, eemergindo paralelo ao seu eixo principal. O diâmetro D fica maior que o anterior, d. Lembra aformação de imagens nas lunetas e microscópios, normalmente ensinadas nos livros didáticos e quetambém utilizam duas lentes. Cabe dizer que consideramos as lentessimétricas. Já que nem todas são assim. Veja asdiferenças. Somente no primeiro tipo, biconvexa, os focosdos dois lados são simétricos conforme desenhamos. E, ofoco da primeira lente é menor. Ela seria, então, “mais gorda” ou “mais magra” que a segunda lente?Pense aí... Quase sempre, nas Lentes, usamos a Geometria básica,aliás. Tanto é que o nome completo desta matéria é ÓpticoGeométrica. Para responder à segunda pergunta, vamos àSemelhança de Triângulos. O triângulo azul é semelhante aovermelho. Critério: ao centro temos ângulos opostos pelo vértice enas extremidades alternos internos. Lembram? Triângulossemelhantes têm lados e segmentos proporcionais. Observe que osfocos correspondem às alturas dos triângulos. Os diâmetros, às bases. Facilitou. Daproporcionalidade, tiramos: D f2 f = ⇒ D = 2 .d d f1 f1 Como disse, esta questão já foi mais simples. http://fisicanoenem.blogspot.com/