UFU 2020-2 — questão 23 de Física

Gabarito BÓptica — formação de imagens no microscópio compostoProcesso Seletivo 2020-2 · 1ª fase · Prova Objetiva · Tipo 1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 23 de Física do UFU 2020-2

Enunciado em texto

O microscópio ótico composto (Figura A) é um aparelho que auxilia a observação de objetos e de detalhes de pequenas dimensões, e que não poderiam ser vistos pelo homem a olho nu. Ele possui duas lentes, chamadas objetiva e ocular, e o esquema ótico de seu funcionamento, utilizando a representação de raios luminosos, que produz a imagem observável, é indicado na Figura B.

[Figura A: desenho de um microscópio, com a “Lente ocular” no alto do tubo, a “Lente Objetiva” embaixo, o “Objeto” sobre a platina e a “Fonte de luz” na base.]

[Figura B: esquema vertical de raios, com o “Observador” (um olho) no alto. De cima para baixo, ao longo do eixo: Focular′F^{\prime}_{\text{ocular}}, a “Lente ocular”, a “Imagem 1” (seta cinza apontando para a direita), FocularF_{\text{ocular}}, Fobjetiva′F^{\prime}_{\text{objetiva}}, a “Lente objetiva”, FobjetivaF_{\text{objetiva}} e o “Objeto” (seta preta pequena apontando para a esquerda), um pouco além de FobjetivaF_{\text{objetiva}}. A Imagem 1 fica entre a lente ocular e FocularF_{\text{ocular}}, e é formada pelo cruzamento de raios reais que saem da objetiva. A “Imagem 2”, uma seta cinza bem maior apontando para a direita, aparece embaixo, ao lado do objeto, no cruzamento dos prolongamentos tracejados dos raios que saem da ocular em direção ao observador.]

Young, H. D. Física IV: Ótica e física moderna. 12ª Ed. São Paulo: Addison Wesley, 2009. (Adaptado)

A respeito do funcionamento do microscópio ótico composto e considerando-se as figuras, é correto afirmar que

A) a imagem 2 é vista pelo observador e é uma imagem real.

B) a imagem 1 indicada na Figura B é objeto para a lente ocular.

C) a imagem produzida pela lente objetiva é uma imagem virtual.

D) a ampliação total é a soma das ampliações fornecidas por cada uma das lentes.

(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2020-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).

Resolução comentada

O que a questão pede: a afirmação correta sobre as imagens formadas pelas duas lentes do microscópio.

Passo 1 — a objetiva. O objeto fica um pouco além do foco da objetiva (convergente). Então ela forma uma imagem real, invertida e maior, do outro lado: é a Imagem 1, onde os raios de fato se cruzam (na figura, a seta do objeto aponta para a esquerda e a Imagem 1, para a direita).

Passo 2 — a ocular. A Imagem 1 é o que a ocular “enxerga”: ela funciona como objeto para a ocular. Como fica entre a ocular e o foco FocularF_{\text{ocular}}, a ocular age como lupa e forma a Imagem 2, virtual, direita em relação à Imagem 1 e bem maior, no cruzamento dos prolongamentos (as linhas tracejadas). É essa a imagem que o observador vê. Então a alternativa B está certa.

Por que não as outras: (A) o observador vê a Imagem 2, mas ela é virtual: formada por prolongamentos de raios, como a figura mostra com o tracejado; (C) a imagem da objetiva (Imagem 1) é real, os raios se cruzam de verdade; (D) as ampliações se multiplicam, não se somam:

Atotal=Aobj⋅AocA_{\text{total}} = A_{\text{obj}} \cdot A_{\text{oc}}

Uma objetiva de 40× com ocular de 10× dá 400×, não 50×.

⚠️ A armadilha: a alternativa A. A Imagem 2 é mesmo a que o observador vê, e isso faz parecer que a frase toda está certa; mas a imagem final do microscópio é virtual.

A ideia em uma frase: no microscópio, a objetiva forma uma imagem real que serve de objeto para a ocular, e esta, como lupa, forma a imagem final virtual e ampliada.

Resposta: alternativa B (a Imagem 1 é objeto para a lente ocular).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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