Enunciado

Duas lentes delgadas com distâncias focais de módulo 15,0   c m , a rimeira divergente e a segunda convergente, são colocadas a 12,0   c m de distância uma da outra. Um objeto com 4,0   m m de altura é colocado 5,0   c m 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:

1 s + 1 s ' = 1 f

Já que a gente quer calcular a posição da imagem formada pela lente, o nosso objetivo é calcular s ' . Os outros valores o enunciado já deu:

s = 5,00   c m f = - 15,0   c m

E a distância focal fica negativa porque a lente é divergente.

1 5,00 + 1 s ' = 1 - 15,0

0,2 + 1 s ' = - 0,067

s ' = - 3,75   c m

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 3,75   c m à esquerda da primeira lente, que está 12,0   c m à esquerda da segunda lente:

s 2 = 3,75 + 12,0 = 15,75   c m

Agora é só fazer a mesma conta de antes, mas agora, como a lente é convergente, o foco vai ter sinal positivo:

1 15,75 + 1 s ' = 1 15,0

1 s ' = 1 15,0 - 1 15,75

s ' = 315   c m

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:

d = 315 + 12 + 5,0 = 332   c m

Passo 3

(c) A imagem final aparece do outro lado da lente convergente, como no nosso desenho do passo anterior.

Além disso, encontramos s ' > 0 , 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:

m = - s ' s

Então é só voltar nos passos de cima pra ver os valores que nós usamos em s ' e s .

No caso da primeira lente:

m 1 = - - 3,75 5,00 = 0,750

E no caso da segunda:

m 2 = - 315 15,75 = - 20,0

Então a ampliação total é a seguinte:

m = m 1 m 2 = 0,750 - 20,0 = - 15,0

E a altura da imagem vai obedecer essa fórmula aqui:

y ' = m y

y ' = - 15,0 4,0   m m = - 60   m m

O sinal negativo diz que a imagem é invertida.

Resposta

(a) A imagem formada pela primeira lente está 3,75   c m à esquerda da primeira lente.

(b) A imagem final é formada a 332   c m do objeto.

(c) A imagem final é real.

(d) A altura da imagem final é 60   m m , e a imagem é invertida.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma pessoa com um ponto próximo P P de 25 cm observa um dedal através de uma lente de aumento simples com uma distância focal de 10 cm, mantendo a lente perto do olho. Determine a ampliação angular do
Em um microscópio do tipo que aparece na Fig. 34-20, a distância focal da objetiva é 4,00 cm e a da ocular é 8,00 cm. A distância entre as lentes é 25,0 cm. (a) Qual é o comprimento do tubo, s? (b) Se
Sistema de três lentes. Na Fig. 34-48, o boneco O (o objeto) está sobre o eixo central comum de três lentes delgadas simétricas, que estão montadas nas regiões limitadas por linhas tracejadas. A lente
Sistema de três lentes. Na Fig. 34-48, o boneco O (o objeto) está sobre o eixo central comum de três lentes delgadas simétricas, que estão montadas nas regiões limitadas por linhas tracejadas. A lente
Sistema de três lentes. Na Fig. 34-48, o boneco O (o objeto) está sobre o eixo central comum de três lentes delgadas simétricas, que estão montadas nas regiões limitadas por linhas tracejadas. A lente