INSTRUMENTOS DE ÓPTICA II

Instrumentos de óptica II

Antes de iniciar seus estudos, reflita sobre as questões abaixo, forme suas opiniões e confronte-as com a teoria apresentada em seguida. Suas ideias e sugestões são muito importantes para enriquecer nosso ensino e o seu aprendizado.

Como calcular o aumento de um microscópio?

Por que o filme do projetor deve ser colocado de “cabeça para baixo"?

1. A Física e o cotidiano

Máquina Fotográfica – Focalização de um objeto próximo da câmara

Para calcular p e o, utilize as equações

2. A Física e o mundo

Características de um projetor

Para calcular p’ e i, utilize as equações da seção anterior.

Cálculo do aumento de um microscópio.

Aumento do
microscópio

Aumento
da objetiva

Aumento
da ocular

A_mic = A_obj . A_ocular

3. A Física e o laboratório

Observação, com uma lupa, de um inseto que salta.

Você poderia calcular a aceleração da imagem?

4. A Física e a evolução de seus conceitos

Quadro geral dos principais instrumentos de óptica

Aparelho	Aspecto e Lentes	Esquema da Formação de imagem
Luneta Astronômica
Lupa
Câmera Fotográfica
Projetor de Slides
Olho Humano
Luneta Terrestre
Microscópio Composto

Aparelho	Características da imagem final	Comentários
Luneta Astronômica	Virtual invertida maior	Aumento angular nominal
Lupa	Virtual direita maior	Aumento
Câmera Fotográfica	Real invertida menor	Para objetos distantes, a distância do filme à lente é igual à distância focal
Projetor de Slides	Real invertida maior	O slide deve ser colocado de forma invertida para obter a imagem direita na tela
Olho Humano	Real invertida menor	A distância da lente à imagem na retina é constante. O cristalino deve variar sua distância focal
Luneta Terrestre	Virtual direita maior	A imagem final é direita, pois há um dispositivo para desinverter a imagem intermediária
Microscópio Composto	Virtual invertida maior	A objetiva apresenta distância focal da ordem de mm e a ocular, de cm A_MIC=A_OB.A_OC

Exercícios Proposto

1. (FUVEST-MODELO ENEM) – Câmeras digitais, como a esquematizada na figura, possuem mecanismos automáticos de focalização.

Em uma câmera digital que utilize uma lente convergente com 20 mm de distância focal, a distância, em mm, entre a lente e o sensor da câmera, quando um objeto a 2,0m estiver corretamente focalizado, é, aproximadamente,

a) 1,0

b) 5,0

c) 10

d) 15

e) 20

2. (UNESP-MODELO ENEM) – Para observar uma pequena folha em detalhes, um estudante utiliza uma lente esférica convergente funcionando como lupa. Mantendo a lente na posição vertical e parada a 3,0cm da folha, ele vê uma imagem virtual ampliada 2,5 vezes.

Considerando-se válidas as condições de nitidez de Gauss, a distância focal, em cm, da lente utilizada pelo estudante é igual a

a) 2,0

b) 3,0

c) 4,0

d) 5,0

e) 6,0

3. (UFPL) – 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 1,0cm, a distância focal da lente ocular seja 4,0cm e a distância entre as lentes seja de 6,0cm.

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 2,0cm dessa lente.

( ) Supondo-se que o objeto esteja a uma distância de 1,5cm da objetiva, a imagem formada por esta lente estará a 3,0cm dela.

( ) A imagem final formada por este microscópio é virtual, invertida e maior em relação ao primeiro objeto.

( ) A imagem formada pela objetiva deve estar a uma distância maior que 4,0cm 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.

Gabarito

1. RESOLUÇÃO

Trata-se de uma aplicação da Equação de Gauss.

Com f = 20mm e p = 2,0m = 2000mm, calcula-se p’, que é a distância entre a lente e o sensor óptico da câmara.

p’ 20mm

Resposta: E

2. RESOLUÇÃO:

A imagem direita da folha tem ampliação A = 2,5.

Sendo p = 3,0cm, vem:

Da qual: f = 5,0cm

Resposta: D

3. RESOLUÇÃO:

Falsa. Para que a imagem da objetiva tenha as características citadas, o objeto O deve estar além do foco principal objeto dessa lente, isto é, a uma distância maior que 1,0cm da objetiva.

p’_ob = 3,0cm

Verdadeira. Construção gráfica das imagens I_ob (da objetiva) e I_oc (da ocular).

Falsa. A ocular deve funcionar como lupa. Para que isso ocorra, a imagem I_ob deve situar-se entre F₄ e a ocular, isto é, a uma distância menor que 4,0cm desta lente. No caso, essa distância é de 3,0cm, como se depreende da figura acima.

Logo, (FVVF)

Resposta: B