Fórmula de instrumento óptico Óculos Binóculos

Exemplos de perguntas e fórmulas para instrumentos ópticos, olhos, óculos e binóculos.

Matar

1. Um dos instrumentos ópticos naturais é o olho. No processo de visão, forma-se uma imagem...

1. Verdadeiro, reto, bem na retina
2. Verdadeiro, invertido, diretamente na retina
3. Virtual, vertical, diretamente na retina
4. Maya, de cabeça para baixo, bem na retina

Discussão
O ponto próximo de um olho normal médio é de 25 cm. O ponto próximo é a distância mais curta que o olho consegue focar. O diâmetro do olho humano é, obviamente, menor que 25 cm, portanto a distância focal da lente do olho também é menor que 25 cm. Consequentemente, a distância do objeto (s) deve ser maior que a distância focal do sistema de lentes do olho (f).

O sistema de lentes do olho é composto por lentes convexas. Portanto, a imagem formada pelo sistema de lentes do olho durante o processo de visualização possui as mesmas propriedades da imagem formada por uma lente convexa. As características da imagem formada pelo sistema de lentes do olho quando a distância do objeto (s) é maior que a distância focal (f) incluem:
– Real ou verdadeiro
- Ao contrário
– Reduzido
– Bem na retina

A imagem precisa estar posicionada com precisão na retina, pois esta converte ondas de luz em sinais elétricos que são transmitidos ao cérebro. Mesmo que a imagem esteja invertida, o cérebro humano a endireita, fazendo com que os objetos vistos pelo olho pareçam estar na posição correta.

A resposta correta é B.

Copos

2. Uma pessoa tem um ponto próximo de 16 cm e um ponto remoto de 80 cm. Se ela usar óculos, poderá ver objetos muito distantes com clareza. Usando esses óculos, a distância até o objeto mais próximo que ela consegue ver com clareza é de…

1. 13 1/3 cm
2. 20 cm
3. 36 cm
4. 48 1/3 cm

Discussão
Sabe-se que:
O ponto remoto da pessoa é de apenas 80 cm, portanto, pode-se concluir que ela tem hipermetropia.
A miopia ocorre porque o sistema de lentes do olho é mais curvo ou menos plano do que deveria ser em um olho normal, reduzindo sua distância focal. Isso faz com que os raios de luz provenientes de objetos no infinito (o ponto remoto) sejam focalizados à frente da retina, em vez de sobre ela.
Perguntado: A distância do objeto mais próximo que pode ser visto claramente usando óculos.
Resposta:
O ponto remoto da pessoa é de 80 cm. As lentes dos óculos devem formar uma imagem a 80 cm à sua frente. A imagem está à frente do olho e das lentes dos óculos, portanto, a imagem é virtual e direita. Assim, a distância da imagem (s') = -80 cm.
Se uma pessoa usa óculos, ela consegue enxergar objetos muito distantes com clareza. Portanto, a distância do objeto (s) = ponto remoto do olho normal = infinito = aproximadamente.

Distância focal da ocular:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/~ + (- 1/80)
1/f = 0 – 1/80
1/f = – 1/80
f = – 80 / 1
f = – 80 cm
Distância focal negativa significa que a lente dos óculos utilizada é uma lente côncava ou divergente.

Se a pessoa usar as mesmas lentes de óculos, qual será a distância do objeto mais próximo que poderá ser visto com nitidez? A distância focal da lente (f) = -80 cm. A lente deve formar uma imagem a uma distância de 16 cm da frente do olho e da lente, de modo que a imagem seja virtual e tenha sinal negativo. Portanto, a distância da imagem (s') = -16 cm.
1/s = 1/f – 1/s' = -1/80 – (-1/16) = -1/80 + 1/16 = -1/80 + 5/80 = 4/80
s = 80/4 = 20 cm.
O objeto mais próximo que ele consegue ver claramente está a 20 cm.
A resposta correta é B.

3. Os óculos são uma ferramenta para ajudar você a enxergar com clareza. Você costuma ver seus amigos usando óculos. Como os raios de luz percorrem o caminho correto através das lentes que seus amigos usam?

Discussão

A lente dos óculos utilizada, com base na imagem, é uma lente côncava. O trajeto do feixe de luz incidente refratado pela lente côncava deve ser como na resposta B.

4. Observe a seguinte imagem do trajeto da luz através do olho antes e depois de usar óculos. Com base na imagem, pode-se concluir que…
Discussão
Hipermetropia (dificuldade para enxergar de perto)
Lente convergente = lente convexa = lente positiva
A resposta correta é B.

Binóculos

5. A ampliação de um telescópio com 10 cm de comprimento é 3. A distância focal da objetiva e a distância focal da ocular são respectivamente…

1. 5 cm e 5 cm
2. 7,5 cm e 2,5 cm
3. 2,5 cm e 7,5 cm
4. 4 cm e 6 cm

Discussão
Sabe-se que:
Ampliação binocular (M) = 3
Comprimento do telescópio (l) = 10 cm
Perguntado: Distância focal da lente objetiva e distância focal da lente ocular.
Resposta:
A fórmula para o comprimento do telescópio (l) quando o olho está em acomodação mínima:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Equação 1

A fórmula para a ampliação de binóculos (M) quando o olho está em acomodação mínima:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 f_ok - Equação 2

Substitua f_ob pada persamaan 1 com f_ok pada persamaan 2 :
10 cm = f_ob +f_ok 
10 cm = 3 pés_ok +f_ok 
10 cm = 4 pés_ok
f_ok = 10 cm / 4
f_ok = 2,5 cm
Distância focal da lente ocular = 2,5 cm
Distância focal da lente objetiva = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

A distância focal da lente objetiva e a distância focal da lente ocular são de 7,5 cm e 2,5 cm, respectivamente.
A resposta correta é B.

Fonte da pergunta:

Perguntas de Física para o Ensino Fundamental II (OSN)