Acorda pra Física · Lista de Exercícios

Lentes & Óptica Aplicada

Formação de imagens em lentes, vergência, aplicações no cotidiano e reflexão total na fibra óptica — revisão para fechar o estudo de óptica.

20 questões 4 tópicos Conceitual + cálculo
Lista 1 (Óptica Geométrica)
01

Formação de imagens em lentes

1
Em uma lente convergente, caracterize a imagem (natureza, orientação e tamanho) quando o objeto real está: (a) além do ponto antiprincipal (2F)  (b) sobre 2F  (c) entre F e 2F  (d) sobre o foco F  (e) entre o foco e a lente.
2
Qual o tipo de imagem que uma lente divergente forma de um objeto real, qualquer que seja sua posição? Justifique.
3
Descreva o caminho dos três raios notáveis em uma lente convergente: (a) raio paralelo ao eixo principal  (b) raio que passa pelo centro óptico  (c) raio que passa pelo foco objeto.
4
Uma lente convergente tem f = 10 cm. Um objeto é colocado a 15 cm dela. Determine a posição da imagem, o aumento e classifique-a.
5
Uma lente convergente de f = 12 cm tem um objeto a 8 cm. Determine a posição da imagem, o aumento e classifique-a.
6
Uma lente convergente de f = 5 cm tem um objeto a 20 cm. Determine a posição, o aumento e classifique a imagem.
7
Uma lente divergente de f = −15 cm tem um objeto a 30 cm. Determine a posição da imagem, o aumento e classifique-a.
8
Uma lente convergente projeta numa parede a imagem de uma vela, 3 vezes maior e a 60 cm da lente. A que distância está a vela e qual a distância focal da lente?
02

Vergência (dioptrias)

9
Uma lente tem distância focal de 25 cm. Determine sua vergência (em di) e diga se é convergente ou divergente.
10
Uma lente tem vergência de −2,5 di. Determine sua distância focal e classifique-a.
11
Duas lentes delgadas justapostas têm vergências +6 di e −2 di. Determine a vergência e a distância focal do sistema equivalente.
12
Os óculos de uma pessoa têm lentes de +2 di. Determine a distância focal e diga se são convergentes ou divergentes.
03

Lentes no cotidiano

13
Lente de aumento
Na lupa, que tipo de lente é usada, onde se posiciona o objeto e quais são as características da imagem?
14
Máquina fotográfica
Na câmera fotográfica, que tipo de lente é usada, onde fica o objeto e quais as características da imagem formada no sensor?
15
Projetor
No projetor de slides, que tipo de lente é usada e por que o slide é colocado invertido?
16
Olho mágico
No olho mágico de uma porta, que tipo de lente é usada e por quê? Quais as características da imagem?
04

Ângulo limite e fibra óptica

17
Um meio transparente de índice de refração 1,5 está em contato com o ar. Determine o ângulo limite para a reflexão total.
18
Em uma fibra óptica, o núcleo tem n = 1,5 e a casca tem n = 1,4. Determine o ângulo limite na interface núcleo–casca.
19
Explique por que a luz fica confinada e se propaga ao longo de uma fibra óptica, mesmo quando ela é curvada.
20
A reflexão total só ocorre sob quais condições? Cite o exemplo do diamante (n = 2,4), calculando seu ângulo limite no ar e relacionando com o brilho da pedra.