aula 04 - parte 02 física

7/25/2019 Aula 04 - Parte 02 Fsica

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FSICA PARA PRF TEORIA E EXERCCIOSPROFESSOR: GUILHERME NEVES

Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br 1

Estudo Analtico dos espelhos esfricos ................................................... 2

Refrao da luz .................................................................................... 8Leis da refrao luminosa ...................................................................... 9

ngulo limite e reflexo total ................................................................ 10

Dioptro plano e profundidade aparente .................................................. 11

Desvio lateral em lminas de faces paralelas .......................................... 12

Prisma ptico ...................................................................................... 13

Lentes esfricas .................................................................................. 15

Elementos geomtricos das lentes esfricas ......................................... 15

Classificao das lentes ........................................................................ 15

Comportamento ptico das lentes ......................................................... 16

Foco imagem e foco objeto ................................................................... 17

Clculo da distncia focal (Equao de Halley) ........................................ 18

Raios importantes nas lentes delgadas ................................................... 19

Construo geomtrica das imagens ...................................................... 20

Imagens conjugadas por lentes convergentes ...................................... 21

Imagem conjugada por uma lente divergente ...................................... 22Equaes de Gauss para as lentes esfricas ............................................ 23

Convergncia de uma lente .................................................................. 23

Instrumentos pticos ........................................................................... 25

Instrumentos de projeo .................................................................. 25

Instrumentos de observao .............................................................. 25

Defeitos da viso .................................................................................27

Miopia ............................................................................................. 27

Hipermetropia .................................................................................. 27

Presbiopia ........................................................................................27

Astigmatismo ................................................................................... 28

Estrabismo ...................................................................................... 28


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Estudo Analtico dos espelhos esfricos

Vamos agora estabelecer a posio, natureza e tamanho da imagem por umprocesso analtico, isto , atravs de equaes propostas pelo matemtico

alemo Gauss.Como exemplo, vamos estudar as caractersticas da imagem produzida por umespelho cncavo de raio de curvatura R = 6 cm.

Vamos considerar que a distncia do objeto at o espelho seja de 2 cm( 2 ) e que a altura do objeto seja de 1 cm ( 1 ).

A primeira frmula chamada de Equao dos Pontos Conjugados. Elarelaciona a distncia focal, a distncia do objeto at o espelho e a distncia daimagem at o espelho (

).

Ei-la:

1

1

1

Como o raio de curvatura 6 cm, a distncia focal a metade: 3 cm.

1

3

1

2

1

1

16

6 Como negativo, a imagem virtual (formada atrs do espelho).A segunda equao versa sobre o aumento linear transversal (A).


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1

(6)2

3 ( )Essas equaes so vlidas, mediante as seguintes convenes:

i) A distncia focal positiva quando o espelho cncavo e negativa quandoele convexo.

ii) As distncias e so positivas para imagens e objetos reais e negativaspara imagens e objetos virtuais.

iii) As alturas e so positivas para figuras direitas e negativas para figurasinvertidas.

01. Um objeto de 8 cm de altura est localizado a 60 cm de um espelhoesfrico convexo de 40 cm de raio.

a) Qual a distncia da imagem ao espelho?b) Qual a altura da imagem?

Resoluo

a) Temos que

8 e

60 . Alm disso, o raio do espelho 40 cm.

Assim, como o espelho convexo, a distncia focal 20 (neste casoconvencionamos que a distncia focal negativa).

1

1

1

120 160

1

1

120

160

15 Como negativo, conclumos que a imagem virtual.b) Vamos usar a relao do aumento transversal.

8

(15)60


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2

A imagem foi reduzida e, como ela positiva, a imagem direita (est no

mesmo semiplano do objeto).02. A distncia entre um objeto e a imagem que lhe conjuga um espelhocncavo de 80 cm. A imagem invertida e cinco vezes maior que o objeto.Calcule o raio de curvatura do espelho.

Resoluo

Como a imagem invertida e cinco vezes maior, ento o objeto est localizadoentre o centro de curvatura e o foco (assunto da parte 1 desta aula).

Portanto, 5.

Sendo 80 cm a distncia entre o objeto e a imagem, temos:

80 Usando a relao do aumento transversal:

5 5

5Como 80, ento:

5 80

20


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5 5 20 100 Vamos agora usar a equao dos pontos conjugados para calcular a distnciafocal.

1

1

1

1

120

1100

503

O raio de curvatura o dobro da distncia focal.

2 503 100

3

03. Uma vela localizada a 40,0 cm de um espelho esfrico cncavo de 64,0cm de raio. Qual a posio e o que se pode dizer sobre o tamanho da imagemdessa vela?

a) Em frente ao espelho a 160,0 cm e aumentada de 4 vezes.b) Em frente ao espelho a 120,0 cm e aumentada de 2 vezes.

c) Atrs do espelho a 140,0 cm e aumentada de 3 vezes.d) Em frente ao espelho a 200,0 cm e aumentada de 5 vezes.e) Atrs do espelho a 180,0 cm e aumentada de 4 vezes.

Resoluo

Como o raio de curvatura 64,0 cm, ento a distncia focal igual a 32,0 cm.

Assim, o objeto est localizado entre o centro e o foco. Neste caso a imagemse forma atrs do centro de curvatura e no semiplano inferior. A imagem

real, invertida e maior que o objeto.

J podemos descartar as alternativas C e E.

1

1

1

132

140

1

1 132 1405 4160 1160


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160,0 J poderamos marcar a alternativa A.

16040 4

4Conclumos que a imagem ser invertida e quatro vezes maior que o objeto.

Letra A04. Dispe-se de dois espelhos esfricos, um convexo e um cncavo, com raiosde curvatura 20,0 cm cada um, e que obedecem s condies de Gauss.Quando um objeto real colocado perpendicularmente ao eixo principal doespelho convexo, a 6,0 cm de seu vrtice, obtm-se uma imagem conjugadade 1,5 cm de altura. Para que seja obtida uma imagem conjugada, tambm de1,5 cm de altura, colocando esse objeto perpendicularmente ao eixo principaldo espelho cncavo, qual dever ser, em cm, a sua distncia at o vrticedesse espelho?

Resoluo

Vamos comear com o espelho convexo. Como o raio de curvatura de 20,0cm, ento a distncia focal ser -10 cm (negativo, pois o espelho convexo).

1

1

1

1

10

1

6

1

1

110

16

1

3 530

154

Usemos a equao do aumento transversal.


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1,5

(15/4)

6

1,5

1524

24 1,515

2,4 Vamos ao espelho cncavo.

1,52,4

1,52,4 15

24 5

8

Utilizando a equao dos pontos conjugados...

1

1

1

110

1

158

110

1

85

110

5 85

110

135

26

Resposta: 26 cm.


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Refrao da luz

Quando a luz passa de um meio transparente ou translcido para outro, suavelocidade sofre uma reduo ou um aumento. A esse fenmeno d-se o nome

de refrao.Alguns fenmenos como um arco-ris; uma estrada seca, mas que parecemolhada em um dia de sol; uma rgua que d a impresso de estar quebradaquando colocada em um copo com gua, podem ser explicados atravs darefrao da luz.

Normalmente esta passagem da luz acompanhada de uma mudana bruscade direo dos raios luminosos. Os raios que incidam perpendicularmente superfcie de separao dos dois meios no mudam de direo (desvio).

A velocidade da luz em cada meio est associada ao ndice de refraoabsoluto do meio (n) que definido como o quociente entre a velocidade da

luz no vcuo e a velocidade da luz no meio considerado. Chamando de n ondice de refrao absoluto do meio, de c a velocidade da luz no vcuo e de v avelocidade da luz no meio em questo, temos:

Vale ressaltar que:

i) O ndice de refrao adimensional, isto , um nmero sem unidade, jque o quociente entre duas velocidades.

ii) O ndice de refrao corresponde a uma comparao entre a velocidade daluz no meio considerado e a velocidade da luz no vcuo, isto , o ndice derefrao indica quantas vezes a velocidade da luz no vcuo maior que avelocidade da luz no meio considerado.

iii) O ndice de refrao inversamente proporcional velocidade depropagao da luz, isto , quanto maior for o ndice de refrao de um meio,menor ser a velocidade de propagao da luz nesse meio.

iv) No vcuo, o ndice de refrao igual a 1, pois / 1.


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v) No ar, o ndice de refrao praticamente igual a 1, pois a velocidade depropagao da luz no ar muito prximo de c.

vi) Para qualquer outro meio material n>1, pois v < c.

Para indicar entre dois meios de propagao aquele que tem maior ou menorndice de refrao, usa-se o termo refringncia.

O meio que possui maior ndice de refrao possui maior refringncia e vice-versa. Portanto, refringncia a medida do ndice de refrao absoluto.

vii) O ndice de refrao do meio material varia com o tipo de luzmonocromtica que nele se propaga. Quando a luz do Sol atravessa um prismade vidro, verifica-se que ela se decompe em muitas cores. No interior do

prisma, a luz vermelha se propaga com maior velocidade e a luz violeta commenor velocidade, isso significa dizer que o ndice de refrao do vidro para aluz vermelha menor do que para a luz violeta.

Leis da refrao luminosa

Considere um raio de luz monocromtica propagando-se de um meio A e queincide obliquamente na superfcie de separao com um meio B. O raio de luzincidente forma com a normal, no ponto de incidncia, o ngulo de incidncia i,e o raio refratado forma com a normal o ngulo de refrao r.

A refrao da luz regida por duas leis:

1 lei: o raio incidente, o raio refratado e a reta normal so coplanares.

2 lei (lei de Snell-Descartes): para cada luz monocromtica e para cada parde meios, existe uma razo constante entre o seno do ngulo de incidncia e oseno do ngulo de refrao.


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Observaes:

i) Ao passar de um meio menos refringente para outro mais refringente, o raiode luz se aproxima da normal.

ii) Ao passar de um meio mais refringente para outro menos refringente, o raiode luz se afasta da normal.

iii) No caso em que a incidncia coincide com a normal, o valor da velocidadeda luz varia, mas sem sofrer desvio.

ngulo limite e reflexo total

Ao passar de um meio mais refringente para outro menos refringente, um raiode luz se refrata afastando-se da normal (observao ii vista anteriormente).

Na figura acima, observe que os raios refratados se afastam cada vez mais danormal medida que ocorre um aumento do ngulo de incidncia at chegar a


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uma situao limite em que o ngulo de refrao 90. Nessa situao, emque o ngulo de incidncia no meio mais refringente corresponde a um ngulode refrao de 90 denomina-se ngulo limite L de incidncia.

Quando um raio de luz incide sobre a superfcie de separao entre os doismeios formando com a normal um ngulo maior que o ngulo limite ocorre ofenmeno da reflexo total. Para haver reflexo total, o meio 1 deve ser maisrefringente que o meio 2 e o ngulo de incidncia deve ser maior que o ngulolimite.

De acordo com a lei de Snell-Descartes, temos:

90

1

Dioptro plano e profundidade aparente

Dioptro plano um sistema constitudo por dois meios transparentes derefringncias diferentes, com uma superfcie plana de separao.

Quando uma pessoa observa um peixe dentro da gua, o que na verdade v

a imagem do peixe, acima da sua posio real.

A figura acima mostra que os raios que se refratam obliquamente afastam-seda normal determinando uma imagem virtual mais prxima da superfcie dagua que o objeto.

Quando os raios que determinam a formao da imagem formam ngulospequenos com a normal superfcie de separao entre os dois meios (atcerca de 10), verifica-se que:


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Desvio lateral em lminas de faces paralelas

Com o auxlio da lei de Snell-Descartes, vamos analisar o comportamento deum raio de luz que atravessa uma lmina de vidro de faces paralelas, imersa

no ar. Os dois meios ar e vidro so homogneos e transparentes. fcilmostrar que o raio de luz emerge da lmina paralela ao raio incidente sofrendoapenas um deslocamento lateral (d).

Do ar para o vidro:

Do vidro para o ar:

Comparando as duas expresses, temos:

J que os dois ngulos so iguais, vamos facilitar escrevendo Nossa figura fica assim:


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Ou seja, acabamos de mostrar que o ngulo de incidncia do ar para o vidro igual ao ngulo de refrao do vidro para o ar.

Pois bem, o deslocamento do raio dado por:

( )

Prisma ptico

Um prisma ptico um meio homogneo e transparente, limitado por duasfaces planas no-paralelas. O encontro das faces do prisma denominadoaresta.

Sua finalidade principal desviar convenientemente os raios de luz queincidem sobre uma das faces. importante destacar que o funcionamento dosprismas baseado nas leis de refrao, empregadas conforme a geometria decada prisma e atendendo a cada finalidade.

Consideremos um prisma de ngulo de refringncia A (ou ngulo de abertura)e ndice de refrao absoluto imerso no ar (n=1). Sobre uma das facesincide um raio de luz monocromtica, formando um ngulo i com a normal.

Na figura temos:

i: ngulo de incidncia na 1 face.r: ngulo de refrao na 1 face.r': ngulo de incidncia na 2 face.i: ngulo de refrao na 2 face.: desvio angular total; ngulo formado pelas direes de incidncia e deemergncia da luz no prisma.A: ngulo de abertura ou ngulo de refringncia.

possvel mostrar que e que (usando o teorema dongulo externo de geometria plana).


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05. Um prisma de vidro tem ndice de refrao 2e ngulo de abertura 75.Um raio de luz monocromtica, propagando-se no ar, incide em uma das facesdo prisma sob ngulo de 45 com a normal. Calcule o:

a) ngulo de refrao na 1 face.b) ngulo de incidncia na 2 face.c) ngulo de refrao na 2 face.d) Desvio angular total.

Resoluo

Sabemos que 75, 2, 1, i = 45.a)

1 22 2

12

30b) Como A = r+r, temos:

75 30 45

c)

2 45 1

2 22 1 90

d) 45 90 75 60


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Lentes esfricas

Certamente voc j teve a oportunidade de observar uma lupa ou de examinarum microscpio ou mesmo os culos de alguma pessoa. Ainda que de forma

intuitiva, temos alguma noo do que seja uma lente: um corpo transparente,delimitado por duas faces das quais pelo menos uma curva. Em geral aslentes so de vidro ou de plstico.

Elementos geomtricos das lentes esfricas

Para organizar este estudo, devemos definir os elementos geomtricos daslentes esfricas.

Consideremos a representao de uma lente biconvexa de ndice de refrao

, imersa no ar, de ndice de refrao . so os centros de curvatura das faces. so os raios de curvatura das faces da lente.A reta que passa por o eixo principal. so os vrtices das faces.A distncia entre

a espessura e da lente.

Classificao das lentesComparando com a espessura da lente, as bordas podem ser finas ou espessase as faces podem ser cncava, convexa ou plana.

Ao nominar uma lente, deve-se enunciar em primeiro lugar a face de maiorcurvatura, seguido pelo nome da face de menor raio de curvatura.


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Lentes de bordas finas ou delgadas: quando as bordas so mais finas que aregio central.

Lentes de bordas grossas ou espessas: quando a regio central mais fina emrelao s bordas.

Alm de serem de vidro ou plstico, esfricas e estarem imersas no ar, aslentes que vamos estudar tm ainda outra caracterstica: so lentes delgadas,ou seja, de pequena espessura. Para simplificar, convencionou-se represent-las pelos smbolos abaixo:

Comportamento ptico das lentes

Os raios luminosos que atingem uma lente podem ser desviados, convergindopara o eixo principal ou divergindo dele. As lentes que convergem os raiosluminosos so chamadas de lentes convergentes e as que divergem sodenominadas lentes divergentes. Os fatores que determinam o comportamentoptico da lente so dois: a sua forma e o ndice de refrao do meio em queela se encontra.

1 caso: o ndice de refrao do meio material da lente maior que o ndice derefrao do meio.


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Quando o ndice de refrao de uma lente for maior que o ndice de refraodo meio em que ela se encontra (caso mais comum), as lentes de bordas finassero convergentes e as lentes de bordas grossas sero divergentes.

2 caso: O ndice de refrao do material da lente menor que o ndice derefrao do meio.

Quando o ndice de refrao do material da lente menor que o ndice derefrao do meio onde ela se encontra, as lentes de bordas finas serodivergentes e as de bordas grossas sero convergentes.

Foco imagem e foco objeto

Em uma lente convergente ou divergente, os raios paralelos ao eixo principalse refratam alinhados com um ponto deste eixo denominado foco imagem. Adistncia entre o centro da lente e o foco chamada de distncia focal.

Lente convergente


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Lente divergente

Tanto nas lentes convergentes como nas lentes divergentes h, sobre o eixo principal,um ponto simtrico ao foco imagem, em relao ao centro ptico da lente. Os raiosque incidem sobre a lente e alinhados com esse ponto emergem paralelos ao eixoprincipal. Esse ponto chamado de foco objeto.

Lente convergente

Lente divergente

Podemos resumir o que acabamos de estudar sobre os focos assim:

i) Toda lente tem dois focos sobre o eixo principal, igualmente distanciados doseu centro ptico.ii) Nas lentes convergentes os focos so reais e nas divergentes so virtuais.iii) A distncia entre o foco e o centro ptico da lente chamada de distnciafocal.

Clculo da distncia focal (Equao de Halley)Essa a famigerada frmula dos fabricantes de lentes.

A distncia focal de uma lente depende do ndice de refrao do material que aconstitui, do ndice de refrao do meio em que dever estar imersa e dosraios de curvatura de suas faces. Essas grandezas esto relacionadas atravsda seguinte equao:

1

1 1

1


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Onde o ndice de refrao do material da lente; o ndice de refraodo meio que envolve a lente; so os raios de curvatura das faces dalente.

Considera-se, por conveno, positivo o raio de curvatura de uma faceconvexa e negativo o raio de curvatura de uma face cncava.

06. Considere a seguinte lente cncavo-convexa.

Seus raios de curvatura so iguais a 40 e 20 , est imersa no are constituda por um material de ndice de refrao igual a 1,5. Determina adistncia focal dessa lente.

Resoluo

1

1

1

1

Considera-se, por conveno, positivo o raio de curvatura de uma faceconvexa e negativo o raio de curvatura de uma face cncava.

1

1,51,0 1

120

140

1 0,5

2 140

1

0,540

80 Raios importantes nas lentes delgadas

Em vista dos conceitos apresentados, podemos enunciar o comportamento dealguns raios de luz ao atravessar uma lente (j vimos os dois primeiros casosno estudo do foco imagem e foco objeto).


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1) Os raios luminosos que incidem sobre uma lente paralelamente ao seu eixoprincipal so refratados alinhados com o seu foco imagem.

2) Todos os raios luminosos que incidem sobre uma lente alinhados com oseu foco objeto so refratados paralelamente ao seu eixo principal.

3) Os raios luminosos que passam pelo centro ptico da lente no sofremdesvio.

Com o auxlio dos raios principais, podemos determinar, geometricamente, as

imagens formadas pelas lentes.

Construo geomtrica das imagens

O estudo da formao de imagens atravs das lentes anlogo ao daformao de imagens nos espelhos curvos. Apenas os fenmenos sodiferentes: no primeiro caso, as imagens so formadas por reflexo da luz e,no segundo, por refrao.


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Imagens conjugadas por lentes convergentes

1 caso: A distncia do objeto maior que o dobro da distncia focal.

Neste caso, a imagem real, invertida e menor que o objeto.

2 caso: A distncia do objeto igual ao dobro da distncia focal.

Neste caso, a imagem real, invertida e de mesmo tamanho do objeto.

3 caso: A distncia do objeto maior que f e menor que 2f.

Neste caso, a imagem real, invertida e maior que o objeto.

4 caso: O objeto colocado sobre o foco.

Neste caso, a imagem imprpria.


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5 caso: O objeto colocado entre o foco e o centro ptico da lente.

Como a imagem formada pelo encontro dos prolongamentos dos raiosluminosos, ela ser chamada de virtual. Como ela est no mesmo semiplanodo objeto, ser chamada de direita.

Assim, a imagem ser virtual, direita e maior que o objeto.

Imagem conjugada por uma lente divergente

As lentes divergentes conjugam apenas um tipo de imagem.

Neste caso, a imagem virtual (formada pelos prolongamentos dos raios),direita (no mesmo semiplano do objeto) e menor que o objeto.

07. (Polcia Civil PI 2008/NUCEPE) Um objeto est sendo examinado com o usode uma lente de distncia focal 40 mm. O observador procura por detalhes quevenham a fornecer informaes para uma determinada investigao. Qual aalternativa que apresenta a maneira correta de utilizao desta lente?a) A lente deve estar a uma distncia menor do que 40 mm do objeto.b) A lente deve estar a uma distncia de 40 mm da superfcie do objeto.c) A lente deve estar a uma distncia entre 40 e 80 mm do objeto.d) A lente deve estar a uma distncia maior do que 80 mm do objeto.e) Para responder esta questo necessrio saber a distncia do observadorat a lente.

Resoluo

Para procurar os detalhes, o observador deseja aumentar a imagem virtual.Assim, a distncia do objeto at a lente deve ser menor que a distncia focal

(5 caso).

Letra A


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Equaes de Gauss para as lentes esfricas

Vamos agora fazer um estudo analtico dessas imagens atravs das equaesde Gauss (so as mesmas que estudamos para os espelhos esfricos).

A primeira frmula chamada de Equao dos Pontos Conjugados.

1

1

1

A segunda equao versa sobre o aumento linear transversal (A).

Essas equaes so vlidas, mediante as seguintes convenes:

i) As lentes convergentes tm distncias focais positivas e as lentesdivergentes tm distncias focais negativas.

ii) As distncias e so positivas para imagens e objetos reais e negativaspara imagens e objetos virtuais.

iii) As alturas e so positivas para figuras direitas e negativas para figurasinvertidas.

Convergncia de uma lente

Quando dizemos que as lentes de determinados culos so fortes ou fracas,estamos nos referindo ao maior ou menor poder que as lentes tm deconvergir ou divergir raios luminosos. Em ptica, esse poder dado pelaconvergncia (ou vergncia) de uma lente que assim se define: a convergncia(ou vergncia) de uma lente o inverso da distncia focal.

1

O esquema apresenta duas lentes convergentes. Observe que a lente daesquerda tem uma distncia focal maior que a lente da direita. Isto quer dizerque a lente da direita tem maior poder de desviar os raios luminosos. Assim,

afirmamos que a lente da direita tem maior convergncia que a lente daesquerda.


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Quando a distncia focal da lente medida em metros, a convergncia medida em dioptrias (di). A dioptria de uma lente aquilo que,incorretamente, costumamos chamar de grau da lente.

1

Na prtica, considera-se negativa a convergncia de uma lente divergente epositiva a de uma lente convergente.

08. Um objeto real de 30 cm de altura est colocado a 24 cm de uma lenteconvergente de distncia focal f = 6 cm.a) Qual a posio da imagem?b) Qual a altura da imagem?

Resoluo

a) Como a distncia do objeto at a lente maior que o dobro da distnciafocal, ento:

1

1

1

1

6 1

241

8 b) Para calcular a altura da imagem, vamos utilizar a frmula do aumentolinear transversal.

30

824

10O sinal negativo indica que a imagem invertida.

09. Uma lente possui vergncia 4 . Determine:a) O tipo de lente.b) Sua distncia focal.

Resoluo


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a) Como a lente possui vergncia negativa, a sua distncia focal tambm negativa. Logo, a lente divergente.

b) A vergncia de uma lente o inverso da distncia focal.

1 4

0,25 25 Instrumentos pticos

Instrumentos de projeo

Os instrumentos de projeo fornecem imagens reais. A imagem deve ser realporque ser projetada em um anteparo. Como exemplos, temos o projetor defilmes e de slides. Em ambos os casos, a imagem maior que o objeto. Namquina fotogrfica a imagem projetada menor que o objeto.

A mquina fotogrfica um dispositivo ptico que, de um objeto real, forneceuma imagem real sobre uma chapa fotogrfica. Os principais componentes deuma mquina fotogrfica so:

- lente ou objetiva: sistema convergente de lentes;- diafragma ou abertura: sistema que regula a quantidade de luz que entra namquina;- obturador: que intercepta ou deixa entrar os raios luminosos;- disparador: dispositivo que, acionado, abre o obturador durante um intervalode tempo suficiente para que a chapa fique sensibilizada;- pelcula fotossensvel.

Para obter uma fotografia ntida, necessrio que a imagem se formeexatamente sobre o plano do filme. O princpio do funcionamento da mquinafotogrfica se baseia na formao de imagens com lentes e obedece equaode Gauss para as lentes.

Os projetores de filmes e slides so aparelhos formados por sistemas pticosque, de objetos reais e planos, conjugam imagens reais, invertidas eampliadas que podem ser projetadas sobre uma tela ou anteparo.

Instrumentos de observao

Os instrumentos de observao fornecem uma imagem final virtual de umobjeto. Lupas e microscpios so instrumentos de observao que ampliam a

imagem de objetos que se encontram prximos. Lunetas, telescpios ebinculos so instrumentos que nos auxiliam a enxergar detalhes de objetosque se encontram distantes. Esses instrumentos, em funo do tipo de lentes


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que utilizam e da maneira como so associadas, formam uma imagem final doobjeto, como se ele se encontrasse mais prximo.

A lupa (ou lente de aumento) consiste em uma lente convergente de pequena

distncia focal que, de um objeto real, fornece uma imagem virtual direita emaior do que o objeto.

O microscpio composto utilizado para a observao de objetos de pequenasdimenses para os quais se deseja um aumento muito grande.

O microscpio composto consta de duas lentes convergentes, associadas sobreo mesmo eixo principal e colocadas cada uma em uma extremidade de umtubo fechado. Uma delas (denominada objetiva), de pequena distncia focal,da ordem de milmetros, colocada na extremidade inferior do tubo, prxima

do objeto; a outra (denominada ocular, que nada mais do que uma lupa),fica na parte superior do tubo. Com a ocular, observamos a imagem fornecidapela objetiva. A imagem final virtual, invertida e maior que o objeto.

O aumento linear transversal do microscpio composto igual ao produto dosaumentos lineares transversais da objetiva e da ocular.

A luneta utilizada para a observao de objetos localizados a grandesdistncias, como cometas, planetas e estrelas. A luneta astronmica formadapor duas lentes convergentes. A objetiva, cuja distncia focal da ordem dealguns metros, e a ocular.

Para a luneta astronmica, temos o aumento angular nominal dado por:

O telescpio um instrumento ptico que se destina a observar objetosdistantes. Ele difere da luneta astronmica pela objetiva. No telescpio, aobjetiva um espelho cncavo de grande distncia focal, enquanto na lunetaastronmica uma lente.

10. Um observador se coloca a 5 cm do centro ptico de uma lupa de distnciafocal 8 cm. Um objeto de altura 6 cm colocado a 2 cm da lupa. Determine:

a) A posio da imagemb) O tamanho da imagem

Resoluo

a)


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1

1

1

1

8

1

2

1

83

b)

6 8/3

2

8 Defeitos da viso

Os principais defeitos da viso so miopia, hipermetropia, presbiopia,astigmatismo e estrabismo.

Miopia

O olho mope mais alongado que o olho normal, causando a convergnciados raios luminosos antes da retina. A pessoa portadora de miopia noenxerga distintamente objetos distantes e a imagem se forma antes da retina.Ao mesmo tempo, para objetos prximos, a nitidez da imagem perfeita.

A correo da miopia feita mediante o uso de lentes divergentes.

Hipermetropia

O olho hipermetrope se caracteriza por ser menos alongado que o olho normal.

Ele apresenta uma menor distncia entre a retina e a lente, quando comparadoao olho normal. A imagem forma-se depois da retina. Realizando um esforode acomodao, o hipermetrope pode diminuir a distncia focal e trazer aimagem sobre a retina.

A correo da hipermetropia feita mediante o uso de lentes convergentes.

Presbiopia

A vista presbiope apresenta reduo no intervalo de acomodao. Esse defeito

comum em pessoas que passam dos 40 anos. A presbiopia pode sobrepor-se miopia ou hipermetropia.


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A correo da presbiopia feita mediante o uso de lentes bifocaisconvergentes.

Astigmatismo

O astigmatismo um defeito proveniente da imperfeio da simetria dosistema ptico em torno do eixo ptico. Esse defeito pode resultar daimperfeio na curvatura da crnea. A correo do astigmatismo feitamediante o uso de lentes cilndricas, cujo raio de curvatura compensa adeficincia do dimetro da crnea.

Estrabismo

O estrabismo consiste na impossibilidade de dirigir simultaneamente as retas

visuais de ambos os olhos sobre o ponto visado. A correo do estrabismo feita com lentes prismticas que desviam os raios luminosos provenientes dosobjetos de modo que as imagens se situem sobre as linhas visuais dos doisolhos.

11. Um estudante observa que, com uma das duas lentes iguais de seusculos, consegue projetar sobre o tampo da sua mesa a imagem de umalmpada fluorescente localizada acima da lente, no teto da sala. Sabe-se que adistncia da lmpada lente de 1,8 m e desta ao tampo da mesa de 0,36m.

a) Qual a distncia focal dessa lente?b) Qual o provvel defeito de viso desse estudante?

Resoluo

Da equao dos pontos conjugados de Gauss, temos:

1

1

1

1 11,8 10,36

0,30b) Como a lente convergente (f>0), o provvel defeito de viso do estudante a hipermetropia.

12. (Polcia Civil PI 2008/NUCEPE) Houve a ocorrncia de um incndio, em umquarto de um imvel residencial. O proprietrio, tentando justificar o motivo

pelo qual o incndio foi iniciado, alegou que a provvel causa foi a incidnciade raios solares que atingiram alguma das lentes dos seus culos, queestavam apoiado em alguns livros, em cima da cama. Afirmou que os raios


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solares teriam convergido em algum ponto do lenol e isto teria propiciado oincio do incndio. O proprietrio disse ainda que tinha um grau elevado demiopia. Sabe-se que as lentes usadas por pessoas mopes, possuem distnciafocal negativa e que as lentes usadas pelas pessoas com hipermetropia e

presbiopia, possuem distncia focal positiva. Com relao ao depoimentoprestado pelo proprietrio do imvel, correto afirmar:a) Somente com a combinao dos culos do depoente com um espelho plano que seria possvel ocorrer tal incndio.b) O depoimento consistente e deve ser levado em considerao, comosendo uma provvel causa do incndio.c) Esta ocorrncia nunca poderia ter acontecido, independentemente do tipo deculos do proprietrio.d) Somente no caso em que o grau da miopia do proprietrio no fosseelevada que seria possvel a ocorrncia de tal incndio.

e) O incndio somente seria possvel se o depoente tivesse hipermetropia oupresbiopia.

Resoluo

A miopia tratada com o uso de lentes divergentes. Assim, o incndio no foicausado pelas lentes dos culos do proprietrio.

Lentes convergentes so usadas nos tratamentos de hipermetropia oupresbiopia.

Letra E

aula 04 - parte 02 física

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