Guia de Estudo
Demonstrações
Exercícios Extras
Vídeos
Referências
Glossário

Olho e Instrumentos Ópticos
 
Guia de Estudo
GE Completo em PDF para Download ou Impressão

Após o estudo deste tópico você deve ser capaz de:

- Identificar os componentes do Olho Humano;
- Relacionar os defeitos da visão e os procedimentos de correção;
- Relacionar os experimentos físicos ligados a cada Equação de Maxwell;
- Diferenciar o princípio de funcionamento dos instrumentos ópticos: Lupa, Microscópio e Telescópios.

* Utilize o fórum para tirar suas dúvidas. Existe um monitor responsável pelo gerenciamento diário das respostas.  



GE1.1) Leia a seção sobre Olho e Instrumentos Ópticos nas referências de sua escolha.


O olho humano.

 
A função do olho é captar a luz proveniente do meio ambiente e enviar sinais que o cérebro interpreta como imagem. Em um adulto, o olho humano possui forma aproximadamente esférica com diâmetro de 2,4cm.

 

Fig. 5.1

 

 

 

 

 

 

 

 Seus principais componentes considerando um sistema óptico são:

 

  

GE 5.2) FORMAÇÃO DE IMAGENS.

 
GE 5.2.1) A Fig. GE5.2 mostra o esquema de um olho e um objeto situado à sua frente. Faça um esboço da imagem que se formará na retina para as seguintes situações:

Fig. GE5.2

Considerando que o cristalino e a córnea se comportam como uma única lente. Estime a distância focal do olho quando observamos um objeto muito distante. (considere que o olho possui forma esférica cujo raio é aproximadamente 1,2 cm).

GE 5.2.2) Apesar de a imagem projetada na retina ser plana, conseguimos ver em três dimensões (altura, largura e profundidade) como isto é possível? Uma pessoa que só possui a visão em um olho tem a mesma capacidade?

GE 5.2.3) Para que uma pessoa possa ver um objeto com bastante nitidez a imagem deve ser formada exatamente sobre a retina. Os principais elementos responsáveis pela focalização  da imagem sobre a retina são a córnea (n ≈ 1,37) e o cristalino (n ≈ 1,43). Porquê uma pessoa não consegue enxergar com nitidez quando está em baixo d’água?

 

GE 5.3) DEFEITOS NA VISÃO

 

GE 5.3.1) Quando a convergência do olho é insuficiente, a imagem de um objeto é focalizada atrás da retina, dizemos nessa situação que a pessoa possui hipermetropia. O ponto próximo de um certo olho hipermetrope está a 100cm em frente ao olho. Para ver com nitidez um objeto situado a uma distância de 25cm do olho qual é o tipo de lente de contato necessária? Qual sua distância focal?

Fig. GE5.3 a: Olho hipermétrope sem correção

 

 

Fig. GE5.3 b: Olho hipermétrope com lente corretiva

 

 

GE 5.3.2) Quando lemos por muito tempo os olhos ficam “cansados”. Para descansar os olhos recomenda se interromper a leitura e olhar para um objeto distante. Explique porque isso funciona.

GE 5.3.3) Uma paciente, ao fazer um exame de vista, tem sua pupila dilatada por meio de um colírio. Por que é necessário fazer este procedimento? Por que depois do exame, durante algum tempo, o paciente tem dificuldades em enxergar com nitidez?

 

GE 5.4) FORMAÇÃO DE IMAGENS, VISÃO A CORES E EM PRETO E BRANCO

 
 GE 5.4.1) “À noite todos os gatos são pardos”. Este é um ditado popular que está relacionado com a dificuldade que temos de distinguir as cores em ambientes escuros. Explique porque isso ocorre.

 GE 5.4.2) O tamanho aparente de uma imagem vista por um observador é determinada pela ampliação lateral ou ampliação angular? Justifique.

 GE 5.4.3) Como o olho se ajusta para formar a imagem de um objeto próximo? Porque existe uma distância mínima para o qual a visão distinta é possível?

 GE 5.4.4) No livro de William Golding, Lord of the files, o personagem Piggy utiliza seus óculos para focalizar os raios solares e acender uma fogueira. Mais tarde, os garotos dominam Piggy e quebram seus óculos. Ele é incapaz de identificá-los a curta distância porque é míope. Encontre a falha nessa narrativa.

 

GE 5.5) LENTES CORRETIVAS

 GE5.5.1) Onde se localiza o ponto próximo de um olho que deve usar uma lente de contato com potência de +2,75 dioptrias? E o ponto distante de um olho que deve usar uma lente de contato com uma potência de –2 dioptrias para poder ver nitidamente objetos afastados?

 GE 5.5.2) O que diferencia uma lente cilíndrica de uma lente esférica?

  

GE 5.6) MÁQUINAS FOTOGRÁFICAS

 GE 5.6.1) Quais são as semelhanças entre o olho humano e uma máquina fotográfica? Quais as diferenças?

 GE 5.6.2) Um fotógrafo tira uma foto de um avião (comprimento de 70,7 m) quando ele está a uma altitude de 9,50km diretamente acima de sua cabeça. A lente possui distância focal de 5,00m. Qual é o comprimento da imagem do avião no filme?

 

Fig. GE5.6

GE 5.6.3) A lente de uma máquina fotográfica possui distância focal de 200mm. Se a lente está a uma distância de 20,4cm do filme, qual deve ser a distância entre a máquina fotográfica e o objeto a ser fotografado?

 

  

GE 5.7) MICROSCÓPIOS

Em um microscópio simples o objeto deve ser colocado ligeiramente para fora do foco da lente objetiva, de forma a se obter uma imagem “I” real e maior que o objeto. Esta imagem I serve como objeto para a segunda lente (a ocular) determine o motivo pelo qual essa imagem deve ser formada entre o foco e o vértice da ocular.

 


Fig. GE5.7

 

 

 

 

GE 5.8) A distância focal da ocular de um certo microscópio é igual à 18mm. A distância entre a objetiva e a ocular é igual a 19,7cm. A imagem final formada pela ocular se encontra no infinito. Determine:

 GE 5.8.1) A que distancia da objetiva o objeto deve ser visto?

 GE 5.8.2) Qual é o módulo da ampliação linear produzida pela objetiva?

 GE 5.8.3) Qual é a ampliação angular total produzida pelo microscópio?

 GE 5.8.4) O olho nu pode separar dois pontos nas vizinhanças do ponto próximo quando a distância entre os pontos for aproximadamente 0,1mm. Qual é a separação mínima que pode ser resolvida com esse microscópio?

 

GE 5.9) TELESCÓPIOS E LUNETAS

 Um telescópio é formado por duas lentes com distancias focais de 95cm (lente objetiva) e 15cm (lente ocular). Tanto o objeto quanto a imagem final se encontram no infinito.

 
GE 5.9.1) Encontre a ampliação angular do telescópio.

 GE 5.9.2) Encontre a altura da imagem formada pela objetiva para um edifício com altura de 60,0m situado a uma distância de 3,00km.

 GE 5.9.3) Qual é o tamanho angular da imagem final vista por um olho próximo da ocular?

Fig. GE5.9

 

GE 5.10) Porque ocorrem aberrações cromáticas em lentes simples, mas não ocorrem em espelhos? Quais as vantagens um telescópio refletor apresenta em relação a um telescópio refrator?

GE 5.11) Um espelho côncavo e uma lente convergente tem a mesma distância focal no ar. Eles terão a mesma distância focal quando imersos em água? Caso contrário, qual dos dois terá a maior distância focal?


GE 5.12) Resolva estes Exercícios de Fixação.
GE 5.13) Faça os Problemas.

Atividades Recomendadas

 GE 5.14) Tente, então, fazer os Exercícios Extras.
 
 GE 5.15) Existem alguns aplicativos que podem ajudá-lo na compreensão da matéria. Tente executá-los.
 

© Todos os diretos reservados. Departamento de Física da UFMG