Enunciado

Uma lente é feita de vidro com índice de refração 1,5 . Um dos lados é plano e o outro convexo, com um raio de curvatura de 20   c m . ( a ) Determine a distância focal da lente. ( b ) Se um objeto é colocado a 40   c m da lente, qual é a localização da imagem?

Passo 1

Bom, vamos usar a equação do fabricante de lentes para resolver a letra ( a ) :

1 f = n - 1 1 r 1 - 1 r 2

Invertendo a equação toda a gente fica com:

f = 1 ( n - 1 ) 1 r 1 - 1 r 2

Passo 2

Agora precisamos substituir o valor de cada letra, o índice de refração já foi dado, e como uma das superfícies é plana, seu raio de curvatura tende para infinito fazendo a razão 1 / r 1 tender para zero, então sobra o seguinte:

f = 1 ( 1,5 - 1 ) - 1 r 2

E a outra superfície é convexa, o raio de curvatura então vai ser negativo:

f = 1 ( 1,5 - 1 ) - 1 - 20   c m

E a distância focal é:

f = 40   c m

E como a lente é convexa, a distância tem que ser positiva, então nosso resultado está certo (poderia acontecer de colocarmos r 1 como a lente convexa, já que o enunciado não diz pra gente qual lente vem primeiro, mas isso faria f ficar negativo, e então poderíamos perceber que alguma coisa está errada).

Passo 3

Na letra (b), a gente usa a equação de lentes delgadas:

1 f = 1 p + 1 i

Isolamos i :

i = 1 1 f - 1 p

E substituímos o valor que temos para a distância focal, que é o mesmo que a gente calculou no passo 1, e p é dado pelo enunciado:

i = 1 1 40   c m - 1 40   c m

Como dá para ver, o denominador vai zerar e então i → ∞ .

Resposta

a   f = 40   c m

b   i → ∞

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