Uma lente delgada biconvexa têm índice de refração
e raios de curvatura de mesmo valor absoluto. Se a distância focal é 15 cm , qual é o módulo dos raios de curvatura? Determine a potência da lente em dioptrias (D).
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma lente delgada biconvexa com índice de refração
e raios de curvatura iguais em módulo. A distância focal dessa lente é de 15 cm. Nosso objetivo é descobrir qual é o módulo dos raios de curvatura dessa lente e também determinar a potência da lente em dioptrias (D). Para isso, vamos precisar usar a fórmula das lentes delgadas, que relaciona o índice de refração, os raios de curvatura e a distância focal.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula das lentes delgadas. Ela nos diz que a distância focal (
) de uma lente é dada por:
Onde:
-
é o índice de refração da lente, -
e são os raios de curvatura das superfícies da lente.
Como a lente é biconvexa e os raios de curvatura têm o mesmo módulo, podemos dizer que
e
. O sinal negativo vem porque as curvaturas estão em direções opostas.
Passo 3
Substituindo esses valores na fórmula, temos:
Simplificando a expressão dentro dos parênteses:
Então, a equação fica:
Passo 4
Agora, vamos isolar
para encontrar o módulo dos raios de curvatura. Rearranjando a equação:
Multiplicando ambos os lados por
:
E isolando
:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que já conhecemos na fórmula:
Substituindo:
Então, o módulo dos raios de curvatura é 18 cm.
Passo 6
Agora, para encontrar a potência da lente em dioptrias (D), usamos a fórmula:
Mas atenção: a distância focal
precisa estar em metros para que a potência fique em dioptrias.
Convertendo 15 cm para metros:
Então:
Resposta
O módulo dos raios de curvatura da lente é 18 cm e a potência da lente é aproximadamente 6,67 dioptrias.