Instrumentos ópticos

Exercícios

 

01-(UNESP-SP) Uma câmara fotográfica rudimentar utiliza uma lente convergente de distância focal f = 50 mm para focalizar e projetar a imagem de um objeto sobre o filme. A distância da lente ao filme é p' = 52 mm. A figura mostra o esboço dessa câmara.

Para se obter uma boa foto, é necessário que a imagem do objeto seja formada exatamente sobre o filme e o seu tamanho não deve exceder a área sensível do filme. Assim:

a) Calcule a posição que o objeto deve ficar em relação à lente.

b) Sabendo-se que a altura máxima da imagem não pode exceder a 36,0 mm, determine a altura máxima do objeto para que ele seja fotografado em toda a sua extensão.

 

02-(PUC-SP) Uma máquina fotográfica simples é constituída por uma câmara escura. Numa das faces verticais é colocado um filme fotográfico sensível e, na oposta, uma lente adequada que pode se afastar ou se aproximar do filme. Pergunta-se:

a) A lente pode ser divergente? Justifique sua resposta.

b) Em que lugar, relativamente à lente, deve ser colocado o filme, para se obterem imagens nítidas de um objeto infinitamente afastado?

c) Fixando o filme na face vertical acima indicada, como proceder para que a imagem continue nítida no filme quando o objeto  se aproximar da câmara?

 

03-(UFU-MG) A objetiva de uma máquina fotográfica tem distância focal 100mm e possui um dispositivo que permite seu avanço ou retrocesso. A máquina é utilizada para tirar duas fotos: uma de um objeto no infinito e outra de um objeto distante 30cm da objetiva. O deslocamento da objetiva, de uma foto para outra, em mm, foi de:

a)50          b) 100          c) 150          d) 200          e) 250

 

04-(UNICAMP-SP) Em uma máquina fotográfica de foco fixo, a imagem de um ponto no infinito é formada antes do filme, conforme figura.

No filme, este ponto está ligeiramente deslocado e sua imagem tem 0,03mm de diâmetro. Mesmo assim, as cópias ampliadas  ainda são nítidas para o olho humano. A abertura para a entrada da luz é de 3,5mm de diâmetro e a distância focal da lente é de 35mm.

a) Calcule a distância d do filme à lente.

b) A que distância da lente um objeto precisa estar para que sua imagem fique exatamente focalizada no filme?

 

05-(UFV-MG) Uma câmara fotográfica deve produzir, sobre o filme, a imagem de um objeto real situado a 30 cm da lente. Essa imagem deve ser 5 vezes menor que o objeto.

a) Diga o tipo de lente que deve ser usado.

b) Determine a que distância do filme deve estar a lente.

c) Ache a distância focal da lente

 

06-(ULPE-PE) Uma "câmera tipo caixote" possui uma única lente delgada convergente, de distância focal f = 20 cm.

Qual deve ser a distância da lente ao filme, em cm, para que a imagem de uma pessoa que está de pé a 400 cm da câmera seja focalizada sobre o filme?

 

07-(UFMG-MG) Usando uma lente convergente, José Geraldo construiu uma câmera fotográfica simplificada, cuja parte óptica está esboçada nesta figura:

Ele deseja instalar um mecanismo para mover a lente ao longo de um intervalo de comprimento x, de modo que possa aproximá-la ou afastá-la do filme e, assim, conseguir formar, sobre este, imagens nítidas.

 

a) Sabe-se que a distância focal da lente usada é de 4,0 cm e que essa câmera é capaz de fotografar objetos à frente dela, situados a qualquer distância igual ou superior a 20 cm da lente. Considerando essas informações, DETERMINE o valor de x.

b) Pretendendo fotografar a Lua, José Geraldo posiciona a lente dessa câmera a uma distância D do filme. Em seguida, ele substitui a lente da câmera por outra, de mesmo formato e tamanho, porém feita com outro material, cujo índice de refração é maior. Considerando essas informações, RESPONDA:

Para José Geraldo fotografar a Lua com essa nova montagem, a distância da lente ao filme deve ser menor, igual ou maior que D? JUSTIFIQUE sua resposta.

08-(UNESP-SP) Dispõe-se de uma tela, de um objeto e de uma lente convergente com distância focal de 12cm.

Pretende-se, com auxílio da lente, obter na tela uma imagem desse objeto cujo tamanho seja 4 vezes maior que o do objeto.

a) A que distância da lente deverá ficar a tela?

b) A que distância da lente deverá ficar o objeto?

 

09-(UNESP-SP) Um projetor rudimentar, confeccionado com uma lente convergente, tem o objetivo de formar uma imagem real e aumentada de um slide. Quando esse slide é colocado bem próximo do foco da lente e fortemente iluminado, produz-se uma imagem real, que pode ser projetada em uma tela, como ilustrado na figura.

A distância focal é de 5 cm e o slide é colocado a 6 cm da lente. A imagem projetada é real e direita. Calcule

a) a posição, em relação à lente, onde se deve colocar a tela, para se ter uma boa imagem.

b) a ampliação lateral (aumento linear transversal).

 

10-(UFG) Em um arranjo experimental, uma lente convergente, disposta frontalmente entre uma lâmpada acesa de bulbo transparente e uma parede, foi deslocada horizontalmente até se obter uma imagem do filamento aumentada em 3 vezes. Sendo 2,0 m a distância da lâmpada à parede, calcule a distância focal da lente.

 

11-(UFF-RJ)  A figura representa o esquema simplificado de um projetor de slide, em que S é um slide, i o dispositivo que o ilumina, L uma lente e T a tela de projeção.  Sabe-se que a distância x entre o slide e a tela é x=6,0.102cm e que a imagem projetada na tela é ampliada 59 vezes.

                                                  

Nessa situação conclui-se que:

a) A lente é divergente e sua distância focal é, aproximadamente, 5,9.102cm

b) A lente é convergente e sua distância focal é, aproximadamente, 59cm

c) A lente é convergente e sua distância focal é, aproximadamente, 5,9.102cm

d) A lente é convergente e sua distância focal é, aproximadamente, 9,8cm

e) A lente é divergente   e sua distância focal é, aproximadamente, 9,8cm

 

12-(UNESP-SP) Um estudante, utilizando uma lente, projeta a imagem da tela da sua televisão, que mede 0,42m X 0,55 m, na parede oposta da sala.

 Ele obtém uma imagem plana e nítida com a lente localizada a 1,8m da tela da televisão e a 3,6m da parede.

a) Quais as dimensões da tela projetada na parede? Qual a distância focal da lente?

b) Como a imagem aparece na tela projetada na parede; sem qualquer inversão?  Invertida apenas na vertical (de cabeça para baixo)?  Invertida na vertical e na horizontal (de cabeça para baixo e trocando o lado esquerdo pelo direito)? Justifique.

 

13-(PUC-SP) Um projetor de slide deve projetar na tela  uma imagem ampliada 24 vezes.

Se a distância focal da lente objetiva do projetor é de 9,6cm, a que distância do slide deve ser colocada a tela?

a) 250cm          b) 240cm          c) 10cm          d) 230cm          e) nenhuma das anteriores

 

14- (ULPE-PE) Um estudante usando uma lupa sob a luz do sol consegue queimar uma folha de papel devido à concentração dos raios do sol em uma pequena região.

  

 

 Ele verificou que a maior concentração dos raios solares ocorria quando a distância entre o papel e a lente era de 20 cm. Com a mesma lupa, ele observou letras em seu relógio e constatou que uma imagem nítida delas era obtida quando a lente e o relógio estavam separados por uma distância de 10 cm. A partir dessas informações, considere as seguintes afirmativas:

1. A distância focal da lente vale f = 20 cm.

2. A imagem das letras formada pela lente é invertida e virtual.

3. A lente produz uma imagem cujo tamanho é duas vezes maior que o tamanho das letras impressas no relógio.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.      b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.      c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.

d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.      e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras

 

15-(UFLA-MG) Um biólogo utiliza uma lente convergente com distância focal de 30cm para observar insetos.

Supondo um inseto de 2cm a uma distância de 20cm da lente, determine o aumento linear transversal.

 

16-((UFU-MG) Uma lupa, quando produz uma imagem a 30cm da lente, para fornecer um aumento linear transversal de 16 vezes, deve ter sua distância focal de:

a) 2cm          b) 2,5cm          c) 3cm          d) 3,5cm          e) 4cm

 

17-(UNESP-SP-2008) Uma lupa utilizada para leitura é confeccionada com uma lente delgada convergente, caracterizada por uma distância focal f. Um objeto é colocado a uma distância 0,8 f, medida a partir da lente.

 Se uma letra de um texto tem altura 1,6 mm, determine o tamanho da letra observado pelo leitor.

 

18-(Ufpr-PR-2008) Uma certa lupa tem uma convergência de 5 di. Observando um pequeno objeto com essa lupa, só veremos

uma  imagem ampliada e direita (não invertida) se a lupa for mantida a uma distância d do objeto, tal que:

a) 0 cm < d < 5 cm.      b) 0 cm < d < 10 cm.      c) 0 cm < d < 20 cm.       d) 10 cm < d < 40 cm.      e) 20 cm < d < 40 cm.

 

19- (UFPE-PE) Um microscópio composto é formado por duas lentes convergentes. A lente que fica mais próxima do objeto é a objetiva e aquela através da qual se observa a imagem é a ocular. A imagem I1, formada pela objetiva, funciona como um objeto para a ocular (figura)

 

Quando o objeto é colocado a 1cm da objetiva a imagem final que se observa é 100 vezes maior que o objeto e se encontra a 50cm da lente ocular. Se a ampliação devido à lente objetiva é 20 vezes, determine a distância D, em centímetros

 

20-(UFF-RJ) A figura mostra um microscópio artesanal construído por um tubo de plástico PVC e duas lentes convergentes.

As lentes L1 e L2 distam 20cm uma da outra e tem distâncias focais f1=3,0cm e f2=10,0cm, respectivamente. Um inseto, colocado a 4,0cm da lente L1, é observado com esse microscópio. Nessa situação, o observador vê o inseto com tamanho N vezes maior, sendo N igual a:

a) 3          b) 5          c) 8          d) 12          e) 15

 

21-(UFPE) Um microscópio é composto de duas lentes convergentes. A lente que fica mais próxima do objeto é chamada objetiva, e aquela através da qual se observa a imagem é a ocular. Considere uma situação na qual a objetiva amplia 50 vezes o objeto e a ampliação total do microscópio é de 600 vezes. Qual é a ampliação devida à lente ocular?

 

22-(FMTM-MG) Um microscópio composto é um dispositivo que permite visualizar objetos de pequenas dimensões. Seu sistema óptico é constituído de duas lentes: a ocular e a objetiva. Ode-se afirmar que:

a) as duas lentes são divergentes      b) as duas lentes são convergentes      c) as duas lentes têm convergências negativas      d) a ocular é convergente e a objetiva divergente      e) a ocular é divergente e a objetiva convergente

 

23-(UERJ-RJ) A imagem que se observa de um microscópio composto é:

a) real e invertida      b)real e direita      c) virtual e direita      d) real e ampliada      e) virtual e invertida

 

24-(PUCCAMP-SP) O esquema a seguir mostra a formação da imagem em uma luneta astronômica.

                         

Numa certa luneta, as distâncias focais da objetiva e da ocular são de 60cm e 30cm, respectivamente, e a distância entre elas é de 80cm. Determine, nessa luneta, a distância entre a imagem final formada de um astro distante e a ocular.

 

25- (UFF-RJ) Uma pequena luneta consiste em uma lente objetiva convergente de distância focal fob = 35 cm e de uma lente ocular divergente de distância focal foc = - 5,0 cm. As duas lentes estão separadas por uma distância d = 30 cm, como ilustrado na figura 1. Um objeto é colocado sobre o eixo óptico da luneta, à esquerda da objetiva, distando x da mesma.

a) Calcule a posição da imagem final desse objeto, medida em relação ao centro da lente ocular, quando x = 40 cm.

b) Considere um feixe de raios paralelos de luz incidente na objetiva. Complete o diagrama de raios, na figura 2, representando suas trajetórias no interior da luneta e indicando claramente a direção em que emergem da ocular (a figura foi ampliada na direção transversal ao eixo óptico da luneta para facilitar seu desenho

 

26-(CESGRANRIO-RJ)  Durante o mês de Junho de 1996, foi possível observar Júpiter com seus satélites, próximo da constelação de Escorpião, com o auxílio de uma pequena luneta. Sabendo disso, um estudante resolveu fazer suas próprias observações, montando o seguinte dispositivo:

             

L1 e L2  são lentes, sendo que L1 é a ocular e L2 é a objetiva. Sejam f1 e f2 as distâncias focais dessas lentes. Assinale a opção que indica o caso no qual foi possível o estudante fazer suas observações:

a) f1 < 0, f2 < 0 e módulo de f1  <  módulo de f2                      b)   f1 <  0, f2  <  0    módulo de f1 >  módulo de f2

c) f1 > 0, f2 <  0 e módulo de f1 <   módulo de f2                      d)   f1>  0, f2 <  0 e  módulo de f1 >   módulo de f2  

e) f1 > 0, f2 > 0 e  módulo de f1 <  módulo de f2

 

27-(UFF-RJ) Uma pessoa dispõe de lentes divergentes e convergentes, com distâncias focais (f) de -40cm, -10cm, 10cm e 40cm. A correta associação de lentes para que ela obtenha uma luneta que forneça uma imagem não invertida é:

a) Objetiva f=40cm ; ocular f=10cm        b) Objetiva f=40cm ; ocular f= -10cm             c) Objetiva f=10cm ; ocular f=40cm

d) Objetiva f=10cm ; ocular f=-40cm       e) Objetiva f=40cm ; ocular f=40cm

 

28-(PUC-SP) Uma luneta improvisada foi construída com duas lentes de óculos cujas distâncias focais são 200cm e 20cm. O aumento visual dessa luneta é de:

a) 4.000 vezes          b) 220 vezes          c) 200 vezes          d) 180 vezes        e) 10 vezes

 

29-(PUC-MG) Com relação à luneta astronômica, é correto afirmar que:

a) ambas as lentes são convergentes          b) a ocular tem grande distância focal          c) a imagem final é direita

d) a objetiva é convergente e a ocular divergente          e) apenas a ocular é convergente

 

30-(UERJ-RJ) O transatlântico dispõe de uma luneta astronômica com aumento visual G igual a 10, composta por duas lentes convergentes. A distância focal da objetiva é igual a 40 cm.

Em relação às lentes da luneta, determine:

a) suas convergências;

b) o tipo de imagem produzida por cada uma delas.

 

31-(PUC-PR-09) 

Nas últimas décadas, a alimentação tem sido motivo de preocupação em todos os países. Um grande desafio é adequar a produção de alimentos à demanda crescente da população mundial, já que existem milhões de indivíduos famintos no planeta.     

Com a globalização, ficaram mais evidentes os problemas relativos à qualidade dos alimentos para consumo humano. A Organização Mundial da Saúde (OMS) tem alertado para a necessidade de se coibir a contaminação de alimentos por agentes biológicos com potencial de causar danos à saúde. Os agentes biológicos podem ser visíveis, como moscas, pulgões, lesmas, parasitas (como lombrigas e tênias) ou não serem visíveis a olho nu, como os microrganismos, que só podem ser vistos através do microscópio.

Microscópio é o instrumento que serve para ampliar, com a finalidade de observação, a imagem de objetos de pequenas dimensões. A lupa, quando fixa em um suporte, recebe o nome de microscópio simples. O microscópio composto é constituído da

 associação de duas lentes separadas por um tubo e, com ele, é possível observar a maioria das células vivas. A lente que fica próxima do objeto é denominada objetiva e a lente através da qual a pessoa observa a imagem é chamada ocular.

Analise as afirmativas a seguir:

I. As bactérias, quando patogênicas, podem causar doenças como botulismo, salmonelose, gastroenterite entre outras. Se uma bactéria for observada num microscópio composto, a imagem final formada pelo sistema é, além de invertida, virtual e maior que a própria bactéria.

II. Os fungos, em alguns alimentos, são utilizados propositalmente para dar sabor, porém, em casos de contaminação, podem provocar cirrose hepática, necrose, edema, carcinoma e favorecer o aparecimento do cancro hepático. Se um fungo for colocado a 4,0 cm de uma lupa de 6,0 cm de distância focal, o aumento linear será de 1,5 vezes.

III. Os parasitas são transmitidos pela ingestão de alimentos contaminados. Podem causar teníase, ascaridíase, amebíase e outras. Observando um parasita num microscópio composto, verificou-se que a imagem ficou ampliada. As lentes do microscópio são do tipo convergente.

Pode-se AFIRMAR que:

a) Apenas a alternativa III é correta.            b) Apenas a alternativa II é correta.            c) Apenas as alternativas I e II são corretas. 

d) Apenas as alternativas I e III são corretas.            e) Todas as alternativas são incorretas. 

 

32-(UEM-PR-010)  

Os instrumentos ópticos podem ordinariamente ser classificados como instrumentos de observação ou de projeção. Com relação aos instrumentos ópticos e suas imagens conjugadas, assinale o que for correto.

 

01. A lupa, ou microscópio simples, conjuga uma imagem real, direita e maior.

02. Em um microscópio composto, a objetiva conjuga uma imagem real, invertida e maior.

04. Em uma luneta astronômica refratora, a ocular conjuga uma imagem final virtual, direita e ampliada.

08. Em um projetor, o conjunto de lentes projetoras conjuga uma imagem real, invertida e maior.

16. Uma máquina fotográfica simplificada, como uma câmera escura, conjuga uma imagem real, invertida e maior.

 

33-(UFSCAR-SP-010)

 Neste ano o mundo todo comemora os 400 anos das primeiras observações astronômicas realizadas por Galileu Galilei. Popularizam-se esquemas de montagens caseiras de lunetas utilizando materiais de baixo custo, tais como, por exemplo, tubos de PVC, uma lente convergente (objetiva) e uma lente divergente ou convergente (ocular).

Na escolha das lentes a serem utilizadas na montagem da luneta, geralmente, não são relevantes as suas distâncias focais, f1 e f2 (medidas em metros), mas sim as suas potências de refração (vergência), cuja unidade de medida é a dioptria (“grau”). A vergência V de uma lente convergente ou divergente é dada pelo inverso da distância focal.

Na montagem da luneta, a distância entre as duas lentes é igual à soma das distâncias focais dessas lentes e o aumento no tamanho da imagem observada com a luneta é dado pela razão entre as distâncias focais das lentes objetiva e ocular.

De posse dessas informações e desejando construir uma luneta, um estudante adquiriu tubos de PVC, uma lente objetiva convergente de 1,50 grau e uma lente ocular divergente com distância focal de 3 cm.

a) Calcule a que distância máxima da lente objetiva ele deverá fixar a ocular. A imagem formada será direta ou invertida?

b) Empolgado com essa montagem, o estudante deseja construir uma luneta com o triplo da capacidade de ampliação da imagem. Mantendo-se fixa a objetiva em 1,50 grau, calcule qual será o valor da vergência da ocular e o tamanho máximo da luneta.

 

34-(UFPR-PR-010)

  A figura a seguir é a representação esquemática de um sistema óptico formado por duas lentes convergentes, separadas por 50 cm. As distâncias focais das lentes 1 e 2 são, respectivamente, 10 cm e 15 cm.

        

Utiliza-se um lápis com 4 cm de comprimento como objeto, o qual é posicionado a 15 cm da lente 1. Com base nesses dados:

a) Determine a posição da imagem formada pelo sistema de lentes.

b) Determine o tamanho da imagem formada pelo sistema. Ela é direita ou invertida, em relação ao objeto? Justifique sua resposta.

c) Empregando a representação de raios, faça um desenho em escala, mostrando a localização e o tamanho da imagem formada pelo sistema. Utilize a escala 10 para 1, ou seja, cada 10 cm no sistema real correspondem a 1 cm no seu desenho. (Cada quadrícula tem 0,5 cm de lado.)

 

35-(IFNMG-MG-012)

Em uma antiga máquina fotográfica de foco fixo, a imagem de um ponto muito distante, “no infinito”, é formada antes do filme, conforme ilustra o esquema da figura seguinte.

No filme, esse ponto está ligeiramente “desfocado” e sua imagem tem 0,03 mm de diâmetro (apesar disso, as cópias ampliadas ainda são nítidas para o olho humano). A abertura para a entrada de luz é de 3,5 mm de diâmetro e a distância focal da lente é igual a 35,0 mm. Nessas condições, o valor da distância, expresso em metro, entre a lente e um objeto, para que sua imagem fique exatamente focalizada no filme, está corretamente apresentado na alternativa:

A) 4,1                            B) 3,3                                   C) 2,7                                     D) 5,4

 

36-(UFF-RJ-012)

Uma das principais diferenças entre câmeras fotográficas digitais e analógicas é o tamanho do sistema que armazena a luz do objeto

fotografado. Em uma câmera analógica, o sistema utilizado é um filme de 24 mm de altura e 36 mm de largura. Nas câmeras digitais, o sensor possui 16 mm de altura por 24 mm de largura, aproximadamente. Tanto o filme quanto o sensor são colocados no plano onde se forma a imagem.

Possuímos duas câmeras, uma analógica e uma digital. A distância focal da lente da câmera analógica é fa=50mm. Queremos fotografar um objeto de altura h = 480 mm.

a) Utilizando a câmera analógica, calcule a distância D entre a lente e o filme, e a distância L entre a lente e o objeto a ser fotografado, de forma que a imagem ocupe a altura máxima do filme e esteja em foco.

b) Utilizando agora a câmera digital, calcule a distância D’ entre a lente e o sensor e a distância focal da lente fd, de forma que o mesmo objeto, situado à mesma distância L do caso analógico, esteja em foco e ocupe a altura máxima do sensor.

 

37-(UFF-RJ-012)

A macrofografia é uma técnica utilizada para fotografar pequenos objetos. Uma condição que deve ser obedecida na realização dessa

técnica é que a imagem do objeto no filme deve ter o mesmo tamanho do objeto real, ou seja, imagem e objeto devem estar na razão 1:1. Suponha uma câmera formada por uma lente, uma caixa vedada e um filme, como ilustra esquematicamente a figura.

Considere que a distância focal da lente é 55mm e que D e Do representam, respectivamente, as distâncias da lente ao filme e do objeto à lente. Nesse caso, para realizar a macrofotografia, os valores de D e Do devem ser

a) D=110mm e Do=55mm              b) D=55mm e Do=110mm              c) D=110mm e Do=110mm                d) D=55mm e Do=55mm

e) D=55mm e Do=220mm

 

 

 

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