Questão sobre lente no vestibular do grupo IDOMED

22 de junho, 2023 às 11:49 | Postado em Óptica geométrica, Questões do ENEM, vestibulares, concursos

Professor, boa tarde. Primeiramente, gostaria de agradecer a disponibilidade do senhor em compartilhar conhecimento e contribuir com enriquecimento das discussões atendendo as dúvidas de admiradores, alunos e curiosos. Recentemente num vestibular, grupo IDOMED, caiu uma questão sobre o comportamento óptico de uma lente em diferentes meios. Gostaria do comentário do senhor. O gabarito fornecido pela banca é a letra A.

O primeiro comentário importante diz respeito à face plana da lente. Como a face é plana ela não afeta a vergência (ou a distância focal) da lente e, portanto, não importa qual é o meio no lado esquerdo acessado pela válvula 1.

Para diminuir a vergência da lente, aumentando a distância focal e portanto a distância à lente que o raio luminoso indicado na figura intercepte em P o eixo principal da lente, menor deve ser a diferença entre o índice de refração da lente (n=1,50) e do meio à direita da lente.

A menor diferença acontece quando consideramos que o lado direito da lente seja a água (n=1,33). Se no lado direito fosse ar, se obteria a mínima distância focal para a lente, ou seja, o ponto P estaria o mais próximo possível da lente.

Portanto a resposta correta é a alternativa B e não a alternativa A.

Caso se deseje calcular a distância focal desse lente pode-se utilizar a “Equação do fabricante de lentes” apresentada na postagem Equação do fabricante de lentes generalizada para a lente em dois meios diferentes.

Ao se calcular a distância focal da lente, sendo R o raio de curvatura da face curva, encontra-se para ar no lado direito f=2,0.R e para água no lado direito f=7,8.R.

Desta forma o ponto P ocorre a uma distância quase 4 vezes maior com água no lado direito que com ar. Fica assim demonstrado quantitativamente que a alternativa correta é a B.

“Docendo discimus.” (Sêneca)