PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 58 do ENEM PPL 2011

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Óptica da visão e instrumentos ópticos

A figura seguinte representa, esquematicamente, um telescópio refletor:

Esquema de um telescópio refletor cilíndrico: a luz entra pela abertura A à direita, percorre o tubo e incide no espelho parabólico curvo B na extremidade esquerda; os raios convergem em direção a um pequeno espelho C inclinado, que os reflete a 90 graus para a ocular D na parede lateral superior do tubo.

A luz emitida por um astro penetra no telescópio pelo orifício na posição A, reflete no espelho parabólico localizado na posição B, é novamente refletida pelo espelho C em direção às lentes localizadas na ocular do telescópio (local onde o observador aproxima o olho) na posição D. Essa lente forma uma imagem real e maior do objeto observado, um pouco à frente de D. Por isso, o observador não deve encostar seus olhos na lente para enxergar essa imagem.

Considerando uma situação em que apenas uma lente é colocada na posição D, qual o tipo de espelho utilizado e qual o tipo de lente utilizada nas posições B e D respectivamente?

  1. A
    Convexo e bifocal.
  2. B
    Convexo e divergente.
  3. C
    Côncavo e convergente.
  4. D
    Côncavo e divergente.
  5. E
    Plano e convergente.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Vamos separar as duas peças perguntadas: o espelho em B e a lente em D.

Espelho B. Na figura, os raios da luz do astro chegam paralelos ao eixo do tubo, batem em B e se dirigem para um ponto, onde está o espelho C. Ou seja, B faz raios paralelos convergirem. Espelho convexo faz o contrário (espalha os raios), e espelho plano apenas muda a direção, sem concentrar a luz. Só o espelho côncavo (parabólico) concentra a luz no foco. Logo, B é côncavo.

Lente D. O texto diz que a lente forma uma imagem real e maior, um pouco à frente dela. Imagem real é formada pelo encontro de raios que de fato convergem, o que uma lente divergente nunca faz com um objeto real (ela só dá imagem virtual). Uma lente convergente, com o objeto (a imagem formada por B e C) entre o foco e 2f ou além do foco, produz imagem real e ampliada. Logo, D é uma lente convergente. Lente bifocal é um tipo de lente de óculos, e não vem ao caso aqui.

Conclusão: espelho côncavo em B e lente convergente em D.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AEspelho convexo não concentra os raios paralelos, e bifocal não é um tipo de lente que forme imagem real aqui.
  • BEspelho convexo espalha os raios, e lente divergente só produz imagem virtual.
  • DO espelho côncavo está certo, mas lente divergente não forma imagem real, como diz o texto.
  • EEspelho plano não faz os raios convergirem, como mostra a figura em B.

Assuntos: Óptica da visão e instrumentos ópticos, Espelhos esféricos, Lentes esféricas.

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