UFU 2020-2 — questão 23 de Física

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: , a “Lente ocular”, a “Imagem 1” (seta cinza apontando para a direita), , , a “Lente objetiva”, e o “Objeto” (seta preta pequena apontando para a esquerda), um pouco além de . A Imagem 1 fica entre a lente ocular e , 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 , 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:
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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