folha óptica 1

Óptica
2004/2005
Óptica Geométrica I
Lentes finas, espelhos esféricos e instrumentos ópticos
1 - Qual deve ser a distância focal de uma lente negativa de modo a formar, para um objecto que se
encontra a 100 cm, uma imagem virtual a 50 cm de distância. Localize e descreva a imagem sabendo
que o objecto se encontra à direita da lente.
2 - Determine a distância focal de uma lente plano-côncava (n=1.5) com um raio de curvatura de 10 cm.
Qual é a sua potência?
3 - Duas lentes convergentes, cada qual com distância focal de 10 cm, estão separadas 35 cm. Um objecto
está 20 cm à esquerda da primeira lente.
a) Encontre a posição da imagem final através de um procedimento gráfico e também por meio da
equação dos focos conjugados para as lentes delgadas.
b) A imagem é real ou vi rtual? Direita ou invertida?
c) Qual é a ampliação da imagem final?
d) Resolva as alíneas anteriores para o caso em que a segunda lente é divergente e tem distância
focal -15 cm.
4 - Uma lente convergente de distância focal 10 cm é usada para se ter uma imagem de um pequeno
objecto; esta tem o dobro do tamanho daquele. Qual é a distância do objecto à lente e da imagem à
lente:
a) quando a imagem for direita?
b) quando a imagem for invertida?
Trace o diagrama correspondente a cada caso.
5 - Um objecto está a 15 cm de uma lente positiva cuja distância focal é 15 cm. Uma segunda lente
positiva, de distância focal 15 cm, está a 20 cm da primeira lente. Encontre a posição da imagem final
do objecto e esboce o respectivo diagrama dos raios refractados.
6 - Um espelho esférico côncavo tem um raio de curvatura de 50 cm.
a) determine as duas posições do objecto para as quais a imagem é quatro vezes maior do que o
objecto.
b) para cada caso qual é a localização da imagem? As imagens são reais ou virtuais?
7 - Um espelho côncavo A de distância focal 10 cm e um espelho convexo B de distância focal 25 cm são
colocados face a face de forma coaxial e com os vértices separados por uma distância de 20 cm. Um
objecto com a altura de 4 cm é colocado a uma distância de 15 cm do espelho A. Determine a posição,
tamanho e natureza da imagem formada pela reflexão na superfície do espelho A seguida da reflexão
no espelho B. Repita o problema considerando em primeiro lugar a reflexão no espelho B.
8 - Uma pessoa cujo ponto próximo está a 30 cm da vista, usa uma lupa simples, de potência 20 dioptria.
Qual é o aumento da imagem final infinitamente afastada (i.e. se esta se formar no infinito)?
9 - A objectiva de um microscópio tem distância focal 0.5 cm. A imagem formada está a 16 cm do seu
segundo ponto focal. Qual é o aumento para uma pessoa cujo ponto próximo está a 25 cm, com uma
ocular cuja distância focal seja 3cm?
10 - Um microscópio tem uma objectiva com distância focal 16 mm e uma ocular que proporciona um
aumento de 5 vezes para uma pessoa cujo ponto próximo está a 25 cm da vista. O comprimento do
tubo é 18 cm.
a) Qual é a ampliação lateral da objectiva?
b) Qual é o aumento do microscópio?
11 - Um microscópio simples, manual, é constituído por duas lentes convergentes de 20 dioptrias, montadas
nas extremidades de um tubo de 30 cm.
a) Qual é o comprimento do tubo deste microscópio?
b) Qual é a ampliação lateral da objectiva?
c) Qual é o aumento do microscópio?
d) A que distância da objectiva deve ficar o objecto?
12 - Um microscópio tem um aumento de -600 e uma ocular cujo aumento angular é 15. A objectiva está a
22 cm da ocular. Sem recorrer a nenhuma aproximação, calcule
a) a distância focal da ocular;
b) a posição do objecto para a qual este está focado para a visão do olho normal relaxado;
c) a distância focal da objectiva.
13 - Um microscópio é constituído por uma lente objectiva e uma ocular de distâncias focais,
respectivamente, 0,5 cm e 1,0 cm. Um objecto colocado a 0,52 cm da objectiva produz uma imagem
final virtual à distância de 25 cm da ocular. Determinar:
a) a distância entre as lentes;
b) a amplificação do aparelho.
14 - Determinar o diâmetro com que se observa um glóbulo vermelho, num microscópio em que o
comprimento da câmara fotográfica (acoplada ao microscópio) é 20 cm e em que as amplificações da
objectiva e da ocular são, respectivamente, 45 vezes e 15 vezes. O diâmetro da célula vermelha é 7,5
µm.
15 - Um telescópio astronómico possui duas lentes separadas por uma distância de 1 m. Se a ampliação
angular para focagem no infinito é 5x, quais são as potências refractivas das lentes?
16 - As potências refractivas das lentes objectiva e ocular de um telescópio de Galileu são, respectivamente,
+10 D e 12.5 D. Qual deve ser a separação entre as duas lentes para que o sistema seja afocal. Qual é
a ampliação angular?
17 - Uma pessoa hipermétrope precisa de lentes com a potência de 1.75 dioptria para ler confortavelmente
um livro que está a 25 cm da sua vista. Qual é a distância do ponto próximo da pessoa sem lentes?
18 - Uma pessoa de 45 anos usava óculos de 2.1 dioptria para poder ler jornais a 25 cm de distância. Aos
55 anos, dá-se conta de que o jornal deve ficar a 40 cm de distância para que a leitura possa ser feita
com comodidade.
a) Onde estava o ponto próximo da pessoa aos 45 anos?
b) Onde está o ponto próximo aos 55 anos?
c) Qual é a potência que devem ter os óculos para que a leitura possa voltar a ser feita com
comodidade a 25 cm?
19 - Um indivíduo tem o ponto próximo à distância de 50 cm do olho e o ponto remoto no infinito. Qual é a
sua amplitude de acomodação?
20 - Um míope tem um ponto remoto à distância de 250 cm. Quais devem ser as lentes prescritas para esse
defeito?
21 - Determine a potência de um olho para um objecto colocado no infinito e para as distâncias de 500 cm e
de 25 cm do olho. Tome como índice de retracção do humor vítreo o valor n = 1, e como distância do
olho à retina o valor 2,0 cm.
22 - Um indivíduo usando lentes de distância focal -200 cm, vê nitidamente objectos entre 25 cm e o infinito.
Indique a posição dos pontos próximo e remoto, na ausência de lentes.
23 - Determine a distância focal de uma objectiva com a indicação 45 vezes, quando o comprimento do tubo
for 16 cm. Qual seria a amplificação se o comprimento do tubo fosse 24 cm?