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Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino · Comando da Aeronáutica 2023

Questão 55 — Física: Óptica Geométrica — Lentes Esféricas

Física Óptica Geométrica — Lentes Esféricas

Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino 2023 Médio

Comando da Aeronáutica · Exame de Admissão aos CFOAV, CFOINT e CFOINF 2024 · Caderno Versão A

Gabarito disponível

Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• π = 3,0
• 1 cal = 4,2 J
• 1 mês = 30 dias
• g = 10 m/s²

Considere um sistema óptico constituído de um tubo cilíndrico opaco no qual foi acoplado internamente uma lente esférica gaussiana plano-convexa, de índice de refração n = 1,5 e raio de curvatura R = 0,5 m para a face convexa, conforme Figura 1 a seguir.
Figura 1: tubo cilíndrico com a lente plano-convexa de índice n no meio; à esquerda o meio de índice n₁ e à direita o meio de índice n₂.
Nessa disposição, a lente divide o tubo em duas partes que são preenchidas com materiais homogêneos, transparentes e isotrópicos de índices de refração n₁ = 2 e n₂ = 1, tal que n₁ > n > n₂.
A partir dessa configuração, faz-se incidir um feixe de luz paralelo ao eixo do cilindro e ao eixo óptico principal da lente, que, após refratar-se, converge para o ponto focal P (Figura 2).
Figura 2: feixe de raios paralelos ao eixo vindo do meio n₁ atravessa a lente n e converge no ponto focal P, no meio n₂.
Posteriormente, utilizando o mesmo sistema óptico, porém trocando-se o material de índice de refração n₁ por um outro, também homogêneo, transparente e isotrópico, de índice de refração n₃ = 3, e incidindo o mesmo feixe de luz paralelo ao eixo do cilindro sobre a lente, obtêm-se o ponto focal P’ (Figura 3).
Figura 3: feixe de raios paralelos ao eixo vindo do meio n₃ atravessa a lente n e converge no ponto focal P’, no meio n₂.
Nessas condições, a razão (P/P’) entre as distâncias P e P’ é dada por
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Gabarito: B

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito provisório — Versão A