As Lentes esféricas são um material transparente e homogêneo com duas superfícies em contato com o ar (frente e trás), o que chamamos de dioptro. Ela é denominada esférica quando ao menos uma das superfícies é curva (convexa ou côncava). Ao todo, existem seis tipos de lentes, sendo três divergentes e três convergentes. Leia nosso resumo e faça os Exercícios sobre Lentes Esféricas.
Quando você terminar os Exercícios sobre Lentes Esféricas, coloque em prática todo seu conhecimento com O Melhor Simulado Enem do Brasil.
Imagine como era a vida antigamente, quando pessoas com problemas de visão não tinham óculos a sua disposição?
Devia ser difícil, né?
Por trás dessas lentes que vemos hoje como algo simples, há um grande uso do conhecimento sobre Física.
Essa invenção mudou a vida de muita gente.
De acordo com o IBGE, no Brasil, cerca de 35 milhões de pessoas têm algum problema visual. É muita gente, né?
O ENEM sabe da importância desse conteúdo, por isso, vamos lhe mostrar como a física por trás das lentes pode ser útil para 19% da população brasileira.
- Quer ver este conteúdo de maneira ainda mais profunda antes de fazer os exercícios? Então leia nosso Artigo Completo sobre lentes Esféricas.
O que são lentes esféricas?
As Lentes esféricas são um material transparente e homogêneo com duas superfícies em contato com o ar (frente e trás), o que chamamos de dioptro.
Ela é denominada esférica quando ao menos uma das superfícies é curva (convexa ou côncava). Ao todo, existem seis tipos de lentes, sendo três divergentes e três convergentes.
As lentes são transparentes e homogêneas, ou seja, permitem a passagem de luz e são formadas de um material bem misturado (vidro ou acrílico).
Além disso, elas têm um formato definido e limitado. Lentes esféricas podem ter um lado curvo e outro plano ou os dois em formato curvado.
Para que servem as lentes esféricas? (Importância)
As lentes esféricas possuem uma grande importância porque nos permite aumentar ou reduzir o tamanho e a nitidez com os quais que enxergamos um objeto.
Elas são muito preno nosso dia a dia. São usadas nos óculos, nas lupas, na câmera fotográfica, no microscópio, nos telescópios e tantas outras coisas!
O fenômeno da refração ocorre quando a luz sofre um desvio de trajetória ao mudar de um meio para o outro. Ao invés de refletir certinho, há diferença na imagem que vemos e na que seria formada em uma situação normal.
É assim que as lentes curvas funcionam, por isso, vemos “efeitos especiais” se compararmos a um espelho plano.
Você já viu aquelas casas de espelho que todos brincam com os formatos engraçados?
Pois bem, isso é causado pela refração de luz.
Quais são os tipos de lentes esféricas?
Dependendo do efeito que provocam, as lentes esféricas são classificadas em dois tipos:
- Lentes divergentes: os raios passam por elas e são separados. Distanciam-se do centro de partida e correm para direções diferentes.
- Lentes convergentes: os raios passam por elas e são direcionados para um mesmo lugar, aproximando-se em uma mesma direção.
O que são lentes divergentes?
As lentes divergentes geralmente possuem bordas grossas e centro fino. A principal função dessa lente esférica é diminuir a imagem do que enxergamos. Isso acontece justamente porque os raios de luz divergem, ou seja, afastam-se.
Elas costumam ser formadas por 3 principais tipos de dioptros:
- Bicôncava: possui duas faces côncavas (formato da parte da frente da colher)
- Plano Côncava: uma face é plana e a outra é côncava
- Convexa-Côncava: uma face é convexa (formado da parte de trás da colher) e a outra é côncava
Na representação dessa lente no plano, o eixo da superfície é desenhado por uma linha vertical com setinhas apontando para dentro.
A formação de imagem na lente divergente tem sempre o mesmo resultado:
- Virtual: é formada a partir do prolongamento dos raios luminosos, não por eles próprios. Por isso, não pode ser projetada. (É o contrário da imagem real)
- À direita do objeto
- Menor tamanho do que o original
- Direta: não está invertida
O que são lentes convergentes?
As lentes convergentes geralmente possuem bordas finas e centro grosso. A principal função dessa lente esférica é aumentar a imagem do que enxergamos. Isso acontece justamente porque os raios de luz convergem, ou seja, aproximam-se.
Elas costumam ser formadas por 3 principais tipos de dioptros:
- Biconvexa: possui duas faces convexas
- Plano Convexa: uma face é plana e a outra é convexa
- Côncavo-convexa: uma face é côncava e a outra é convexa
Na representação dessa lente no plano, o eixo da superfície é desenhado por um linha vertical com setinhas apontando para fora.
A formação de imagem na lente convergente pode ter 5 resultados diferentes , pois depende da posição do objeto em relação ao centro óptico:
- Quando o objeto está posicionado antes do foco antiprincipal: Imagem real, invertida e menor
- Quando o objeto está no foco antiprincipal: Imagem real, invertida e mesmo tamanho
- Quando o objeto está entre o foco antiprincipal e o principal: Imagem real, invertida e maior
- Quando o objeto está no foco principal: Imagem imprópria, não forma nada
- Quando o objeto está entre a lente e o foco principal: Imagem virtual, à direita do objeto e maior
Exemplos de Formação de Imagens de lentes convergentes e divergentes
Agora, depois de todas as informações sobre os tipos de lentes, conceitos e componentes geométricos, você consegue observar como se forma o resultado final das imagens! Compare nesses exemplos a seguir!
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Exercícios sobre Lentes Esféricas com Gabarito
Esperamos que, com esse resumo, tudo tenha ficado mais claro para você.
Parabéns por ter lido até aqui!
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Questão 1 – (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma lente, feita de material cujo índice de refração absoluto é 1,5, é convergente no ar. Quando mergulhada num líquido transparente, cujo índice de refração absoluto é 1,7, ela:
a) será convergente;
b) será divergente;
c) será convergente somente para a luz monocromática;
d) se comportará como uma lâmina de faces paralelas;
e) não produzirá nenhum efeito sobre os raios luminosos.
Questão 2 – (UFSM – RS) Um objeto está sobre o eixo óptico e a uma distância p de uma lente convergente de distância f. Sendo p maior que f e menor que 2f, pode-se afirmar que a imagem será:
a) virtual e maior que o objeto;
b) virtual e menor que o objeto;
c) real e maior que o objeto;
d) real e menor que o objeto;
e) real e igual ao objeto.
Questão 3 – (UFRS) A figura representa uma lente esférica delgada de distância focal f. Um objeto real é colocado à esquerda da lente, em uma posição tal que sua imagem real se forma à direita dela.
Para que o tamanho dessa imagem seja igual ao tamanho do objeto, este deve ser colocado:
a) à esquerda de G.
b) em G.
c) entre G e F.
d) em F.
e) entre F e a lente.
Questão 4 – (UFRJ) É sabido que lentes descartáveis ou lentes usadas nos óculos tradicionais servem para corrigir dificuldades na formação de imagens no globo ocular e que desviam a trajetória inicial do feixe de luz incidente na direção da retina. Sendo assim, o fenômeno físico que está envolvido quando a luz atravessa as lentes é a:
a) reflexão especular.
b) difração luminosa.
c) dispersão.
d) difusão.
e) refração luminosa.
Questão 5 – (UFF-2009) Uma lente convergente de pequena distância focal pode ser usada como lupa, ou lente de aumento, auxiliando, por exemplo, pessoas com deficiências visuais a lerem textos impressos em caracteres pequenos. Supondo que o objeto esteja à esquerda da lente, é correto afirmar que, para produzir uma imagem maior que o objeto, este deve ser:
a) colocado sobre o foco e a imagem será real;
b) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será real;
c) posicionado em um ponto à esquerda muito afastado da lente e a imagem será virtual;
d) posicionado em um ponto à esquerda do foco, mas próximo deste, e a imagem será virtual;
e) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será virtual.
Questão 6 – (Unaerp) Uma bolha de ar imersa em vidro apresenta o formato da figura. Quando três raios de luz paralelos a atingem, observa-se que seu comportamento óptico é de uma:
a) lente convergente.
b) lente divergente.
c) lâmina de faces paralelas.
d) espelho plano.
e) espelho convexo.
Questão 7 – (PUC-MG) Na formação das imagens na retina da visão humana, tendo em vista uma pessoa com boa saúde visual, o cristalino funciona como uma lente:
a) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas.
b) convergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.
c) divergente, formando imagens virtuais, invertidas e diminuídas.
d) divergente, formando imagens reais, direitas e diminuídas.
e) divergente, formando imagens reais, invertidas e de mesmo tamanho.
Questão 8 – (PUC-SP) Uma lente de vidro cujos bordos são mais espessos que a parte central:
a) deve ser divergente
b) deve ser convergente
c) no ar, é sempre divergente
d) mergulhada num líquido, torna-se divergente
e) nunca é divergente
Questão 9 – (UFLA-MG) – Um objeto real que se encontra a uma distância de 25 cm de uma lente esférica delgada divergente, cuja distância focal é, em valor absoluto, também de 25 cm,
a) não fornecerá imagem.
b) terá uma imagem real, invertida e do mesmo tamanho do objeto, a 25 cm da lente.
c) terá uma imagem real, invertida e ampliada, a 12,5 cm da lente.
d) terá uma imagem virtual, direita e ampliada, a 25 cm do objeto.
e) terá uma imagem virtual, direita e reduzida, a 12,5 cm do objeto.
Questão 10 – (UFMG) – As figuras representam, de forma esquemática, espelhos e lentes.
Para se projetar a imagem de uma vela acesa sobre uma parede, pode-se usar:
a) o espelho E1 ou a lente L2.
b) o espelho E1 ou a lente L1.
c) o espelho E2 ou a lente L2.
d) o espelho E2 ou a lente L1.
Questão 11 – (UFRJ) – É sabido que lentes descartáveis ou lentes usadas nos óculos tradicionais servem para corrigir dificuldades na formação de imagens no globo ocular e que desviam a trajetória inicial do feixe de luz incidente na direção da retina. Sendo assim, o fenômeno físico que está envolvido quando a luz atravessa as lentes é a:
a) reflexão especular.
b) difração luminosa.
c) dispersão.
d) difusão.
e) refração luminosa.
Questão 12 – (Unesp) – Considere as cinco posições de uma lente convergente, apresentadas na figura.
A única posição em que essa lente, se tiver a distância focal adequada, poderia formar a imagem real I do objeto O, indicados na figura, é a identificada pelo número
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
Questão 13 – (Unifal) – Colocando-se um objeto em frente a uma lente de distância focal f, observa-se que a imagem formada desse objeto é invertida, e sua altura é menor que a do objeto. É CORRETO afirmar que
a) o objeto deve estar situado a uma distância da lente maior que 2f.
b) a imagem formada é virtual.
c) a lente é divergente.
d) o objeto deve estar situado entre o foco e a lente.
e) em relação à lente, a imagem formada encontra-se no mesmo lado do objeto.
Questão 14 – (UNIFESP-SP) – Uma lente convergente tem uma distância focal f = 20,0 cm quando o meio ambiente onde ela é utilizada é o ar. Ao colocarmos um objeto a uma distância p = 40,0 cm da lente, uma imagem real e de mesmo tamanho que o objeto é formada a uma distância p’ = 40,0 cm da lente. Quando essa lente passa a ser utilizada na água, sua distância focal é modificada e passa a ser 65,0 cm. Se mantivermos o mesmo objeto à mesma distância da lente, agora no meio aquoso, é correto afirmar que a imagem será
a) virtual, direita e maior.
b) virtual, invertida e maior.
c) real, direita e maior.
d) real, invertida e menor.
e) real, direita e menor.
Questão 15 – (PUC-SP) – Deseja-se concentrar a luz do Sol num ponto, para se obter um forno solar, usando um dos elementos abaixo. Indique qual deles deve ser usado:
a) espelho plano
b) lente convergente
c) lente divergente
d) espelho convexo
e) prisma
Questão 16 – (UFSM – RS) – Um objeto está sobre o eixo óptico e a uma distância p de uma lente convergente de distância f. Sendo p maior que f e menor que 2f, pode-se afirmar que a imagem será:
a) virtual e maior que o objeto;
b) virtual e menor que o objeto;
c) real e maior que o objeto;
d) real e menor que o objeto;
e) real é igual ao objeto.
Gabarito dos Exercícios sobre Lentes Esféricas
Exercício resolvido da questão 1 –
Alternativa correta: b) será divergente;
Exercício resolvido da questão 2 –
Alternativa correta: c) real e maior que o objeto;
Exercício resolvido da questão 3 –
Alternativa correta: b) em G.
Exercício resolvido da questão 4 –
Alternativa correta: e) refração luminosa.
Exercício resolvido da questão 5 –
Alternativa correta: e) posicionado entre a lente e o foco e a imagem será virtual.
Exercício resolvido da questão 6 –
Alternativa correta: b) lente divergente.
Exercício resolvido da questão 7 –
Alternativa correta: a) convergente, formando imagens reais, invertidas e diminuídas.
Exercício resolvido da questão 8 –
Alternativa correta: c) no ar, é sempre divergente
Exercício resolvido da questão 9 –
Alternativa correta: e) terá uma imagem virtual, direita e reduzida, a 12,5 cm do objeto.
Exercício resolvido da questão 10 –
Alternativa correta: a) o espelho E1 ou a lente L2.
Exercício resolvido da questão 11 –
Alternativa correta: e) refração luminosa.
Exercício resolvido da questão 12 –
Alternativa correta: c) 3.
Exercício resolvido da questão 13 –
Alternativa correta: a) o objeto deve estar situado a uma distância da lente maior que 2f.
Exercício resolvido da questão 14 –
Alternativa correta: a) virtual, direita e maior.
Exercício resolvido da questão 15 –
Alternativa correta: b) lente convergente
Exercício resolvido da questão 16 –
Alternativa correta: c) real e maior que o objeto;
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