PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 78 da UNICAMP 2020

1ª fase · Física: Lentes esféricas

A lupa é um instrumento óptico simples formado por uma única lente convergente. Ela é usada desde a Antiguidade para observar pequenos objetos e detalhes de superfícies. A imagem formada pela lupa é direta e virtual. Qual figura abaixo representa corretamente o traçado dos raios luminosos principais provenientes de um determinado ponto de um objeto observado por uma lupa? Nessas figuras, ( f ) e ( f' ) representam os pontos focais, ( o ) o objeto e ( i ) a imagem.

  1. A
    Diagrama óptico de uma lente convergente com o objeto o posicionado entre o foco f e o centro óptico, e sua imagem virtual, direita e ampliada i localizada antes de f. Um raio paralelo ao eixo principal refrata passando pelo foco imagem f', e outro raio passa pelo centro óptico sem desvio; o prolongamento tracejado desses raios determina o topo da imagem.
  2. B
    Diagrama óptico de uma lente convergente com o objeto o posicionado além do foco f e uma imagem i localizada entre o foco e a lente.
  3. C
    Diagrama óptico de uma lente convergente com o objeto o posicionado entre o foco f e a lente, e a imagem i formada entre f e o objeto o, com o raio refratado passando pelo ponto antiprincipal 2f'.
  4. D
    Diagrama óptico de uma lente convergente com o objeto o posicionado antes do foco f e a imagem i entre f e a lente, com prolongamento de raio passando por 2f.
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Resolução comentada

Na lupa, o objeto fica entre o foco e a lente. Nesse caso a lente convergente forma imagem virtual, direita e maior, do mesmo lado do objeto e mais afastada da lente que ele. Dois raios principais bastam para traçar:

  1. O raio paralelo ao eixo principal atinge a lente e, ao refratar, passa pelo foco imagem f' (do outro lado da lente).
  2. O raio que passa pelo centro óptico segue sem desviar.

Como os raios refratados divergem, a imagem se forma no cruzamento dos prolongamentos (tracejados) deles, para trás da lente, do lado do objeto.

Conferindo cada figura:

  • Na figura A, o está entre f e a lente. O raio paralelo refrata passando por f', e o raio central segue reto. Os prolongamentos tracejados se cruzam em i, que está mais longe da lente que o e maior que ele. É exatamente o comportamento da lupa.
  • Nas figuras B e D, o objeto está além de f e a imagem sai menor e mais perto da lente, o que não é lupa. Em D, o prolongamento ainda passa por 2f, o que não corresponde a nenhum raio principal.
  • Na figura C, o objeto está entre f e a lente, mas o raio refratado passa por 2f' em vez de f', e a imagem fica mais perto da lente que o objeto. Isso contradiz a regra do raio paralelo.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Bcoloca o objeto além do foco e traz imagem menor, entre o foco e a lente, o que não corresponde ao uso como lupa.
  • Co raio paralelo refrata por 2f' em vez de f', e a imagem fica mais perto da lente que o objeto.
  • Dobjeto além do foco, imagem menor, e prolongamento do raio por 2f, que não é raio principal.

Assunto: Lentes esféricas.

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Ver como caiu na prova Questão 78 no caderno Q da UNICAMP 2020

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2020. Prova oficial ↗