Lente convergente e imagem real
(IME)
Uma lente convergente de distância focal f situa-se entre o objeto A e a tela T, como mostra a figura acima.
Sendo L a distância entre o objeto e a tela, considere as seguintes afirmativas:
I) Se L > 4f, existem duas posições da lente separadas por uma distância
√L(L-4f), para as quais é formada na tela uma imagem real.
II) Se L < 4f, existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.
III) Se L = 4f, existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)
a) I e II apenas
b) I e III apenas
c) II e III apenas
d) I, II e III
e) III, apenas
Resolução:
Seja p a distância do objeto à lente e p’ a distância da imagem à lente.
Podemos escrever: L = p + p’ e portanto: p’ = L – p. Da equação de Gauss, vem:
1/f = 1/p + 1/(L-p) => 1/f = (L-p+p)/p.(L-p) => p.L-p2 = f.L =>
p2 - p.L + f.L = 0
O discriminante desta equação do segundo grau é: Δ = L2 - 4f.L
Para haver duas raízes reais e portanto duas posições da lente devemos impor:
Δ = L2 - 4f.L > 0 => L2 > 4f.L => L > 4f
As duas posições possíveis da lente são:
p1 = (L + √Δ)/2 e p2 = (L - √Δ)/2
A distância d entre as duas posições é dada por:
d = p1 - p2 = (L + √Δ)/2 - (L - √Δ)/2
d = √Δ => d = √(L2 - 4f.L) = √[L(L - 4f)]
Assim, concluímos que a afirmação I) está correta.
Se L < 4f a equação não admite raízes reais. Logo a afirmação II) está incorreta.
Se L = 4f a equação admite apenas uma raíz real e portanto a afirmação III) está correta.
Resposta: b
Parabéns, muito obrigado por auxiliar na educação nacional ^^
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