Questões de Lentes (Física)

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Número f ( f number) é uma medida da capacidade de captação de luz de um sistema óptico, como uma lente de câmera. A variação do número f em uma câmera resulta em uma variação na sua profundidade de campo (depth of field – DOF).

Uma câmera fotográfica apresenta 2 cm de diâmetro da pupila de entrada e uma lente com distância focal de 8 cm. O número f da lente da câmera é

  • A f/2.
  • B f/3.
  • C f/4.
  • D f/8.
  • E f/16.

Em experimentos laboratoriais explorando os conceitos de óptica geométrica, a análise das imagens formadas por lentes e espelhos é uma prática comum. Para promover discussões com os alunos sobre a natureza das imagens, um professor desafia os estudantes a escolherem um sistema óptico para projetar a imagem de uma fonte luminosa em um anteparo. Considerando esse contexto, qual sistema óptico seria mais apropriado para essa finalidade e qual deveria ser a posição precisa da fonte luminosa em relação a esse sistema óptico?

  • A Espelho plano com a fonte luminosa posicionada em qualquer posição.
  • B Lente divergente com a fonte luminosa a uma distância maior do que a distância focal da lente.
  • C Lente convergente com a fonte luminosa a uma distância menor que a distância focal da lente.
  • D Espelho côncavo com a fonte luminosa a uma distância menor do que a distância focal da lente.
  • E Lente convergente com a fonte luminosa a uma distância maior do que a distância focal da lente.

Na segunda metade do século XIX, E. Abbe, trabalhando com Carl Zeiss em uma pequena fábrica de microscópios em Jena, propôs o modelo, hoje em dia conhecido como princípio de Abbe, que uma onda plana incidindo em um objeto situado no plano focal anterior (Σ0 ) de uma lente convergente (Lt ) forma um padrão de difração no plano focal posterior (Σt ), e a imagem se forma no plano imagem (Σi ) como mostrado na figura 16. Sendo a onda incidente uma onda plana pode-se utilizar o formalismo de Fourier na análise e tratamento dos dados no espaço de frequências. O princípio de Abbe tornou-se, então, a base de diversas técnicas como filtros espaciais e campo claro/campo escuro. 


Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas


HECHT, Eugene. Optics. Reading, Mass.: Addison-Wesley Publishing, 1987, p. 563.


Assinale se a afirmação é V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmativas abaixo:

( ) A obtenção de imagens com alta resolução espacial depende da informação de alta frequência no plano focal.
( ) Quanto menor a abertura numérica de uma lente objetiva em um microscópio de luz visível, maior a resolução.
( ) Uma imagem de microscopia de campo claro é composta essencialmente por ondas não difratadas.
( ) A microscopia de campo escuro, em microscópios eletrônicos, permite a escolha de imagens com orientação cristalográfica específica.

A sequência correta é:

  • A V - V - F - F.
  • B F - F - V - F.
  • C V - F - V - V.
  • D F - V - F - F.

Em um arranjo óptico, como mostrado na figura 13, duas ondas de comprimento de onda de 500 nm percorrem uma distância de x = 0 até x = 100 cm. Uma onda se propaga somente no ar; a outra, em um certo momento, atravessa uma cubeta de vidro contendo um líquido. Em x = 0 e t = 0, a onda tem amplitude máxima. Os índices de refração da cubeta e do líquido são, respectivamente, 1,5 e 1,2. A espessura d das paredes da cubeta é igual a 0,5 cm; e a largura interna da cubeta é de 10cm. Considere o índice de refração do ar igual ao do vácuo e também o número de onda kv.


Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas


HECHT, Eugene. Optics. 4th Ed.: Addison-Wesley Publishing, 2002, p. 321. (Adaptado).

Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para as afirmações abaixo:

( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = yo sen ((0,0125nm-1)x – 6 s-1 t + 1,57).
( ) As equações de onda podem ser inicialmente escritas como: y (x,t) = yo cos ((0,0125nm-1)x – 6 s-1 t + 1,57).
( ) A diferença de caminho óptico, após a onda atravessar a cubeta, é de 0,025 ko .
( ) Depois de passar pela cuba, as ondas devem ser escritas como: Y (x,t) = yo sen ((0,0125nm-1)x – 6 s-1 t + 0,025).

A sequência correta é: 

  • A V - V - F - V.
  • B V - F - V - F.
  • C F - F - V - F.
  • D V - F - F - F.

Considere os diagramas e figuras a seguir. 



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Disponível em: http://www.astrosurf.com/luxorion/report-aberrations.htm. Acesso em: 14 de ago. 2023.



Em sistemas ópticos, na presença de qualquer tipo de lente, a radiação incidente interage com o sistema óptico e é modificado por ele. As figuras 7, 8, 9 e 10 mostram os tipos mais comuns de modificação da radiação incidente, que são: aberração esférica, astigmatismo, coma e difração.


Relacione as modificações com as figuras. 


MODIFICAÇÕES


1. Aberração esférica

2. Astigmatismo

3. Coma

4. Difração 


FIGURAS


( ) Figura 7

( ) Figura 8

( ) Figura 9

( ) Figura 10 


Assinale a sequência correta.  

  • A 4 - 2 - 1 - 3.
  • B 1 - 2 - 3 - 4.
  • C 3 - 4 - 1 - 2.
  • D 4 - 3 - 1 - 2.