Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 34.Problemas - Ex. 89
Duas lentes delgadas com distâncias focais de módulo , a rimeira divergente e a segunda convergente, são colocadas a de distância uma da outra. Um objeto com de altura é colocado à esquerda da primeira lente (divergente). (a) Qual é a posição da imagem formada pela primeira lente? (b) A que distância do objeto é formada a imagem final? (c) A imagem final é real ou virtual? (d) Qual é a altura da imagem final? A imagem final é direita ou invertida?
Passo 1
(a) Agora estamos falando de lentes delgadas, então a fórmula que precisamos usar é essa aqui:
Já que a gente quer calcular a posição da imagem formada pela lente, o nosso objetivo é calcular . Os outros valores o enunciado já deu:
E a distância focal fica negativa porque a lente é divergente.
E esse sinal quer dizer que a imagem é formada do mesmo lado do objeto (à esquerda da lente), e é virtual.
Passo 2
(b) Beleza, essa imagem vai servir de objeto para a lente convergente!
A imagem está à esquerda da primeira lente, que está à esquerda da segunda lente:
Agora é só fazer a mesma conta de antes, mas agora, como a lente é convergente, o foco vai ter sinal positivo:
Essa é a distância da imagem final até a lente convergente. Mas o que o enunciado pediu foi a distância da imagem final até o objeto.
O desenho tá totalmente fora de escala, mas já ajuda a calcular essa distância:
Passo 3
(c) A imagem final aparece do outro lado da lente convergente, como no nosso desenho do passo anterior.
Além disso, encontramos , isso quer dizer que a imagem é real.
Passo 4
(d) Pra encontrar a altura da imagem final a gente precisa calcular a ampliação de cada uma das lentes.
A fórmula é essa aqui:
Então é só voltar nos passos de cima pra ver os valores que nós usamos em e .
No caso da primeira lente:
E no caso da segunda:
Então a ampliação total é a seguinte:
E a altura da imagem vai obedecer essa fórmula aqui:
O sinal negativo diz que a imagem é invertida.
Resposta
(a) A imagem formada pela primeira lente está à esquerda da primeira lente.
(b) A imagem final é formada a do objeto.
(c) A imagem final é real.
(d) A altura da imagem final é , e a imagem é invertida.