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Lente parcialmente encoberta: como fica a imagem?

Teve vestibular do IMED essa semana e caiu uma questão que dava como gabarito a letra A, porém, teriam duas respostas corretas com a letra A e E.

Queria que tu desse uma olhadinha pra ver o que acha.

Logicamente a imagem se formaria por comportamentos de raios que não se “estudam” no ensino médio.

Como abordar isso para o aluno do ensino médio?

quest

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

De fato as alternativas A e E são corretas e a questão deveria então ser anulada e de fato foi conforme me informou o Prof. Luciano Mentz.

A questão trata de um tema interessante e com aplicação concreta como indicarei a seguir.

O assunto seria facilmente inteligível por alunos de ensino médio se a  Óptica Geométrica fosse ensinada de maneira interessante e não da forma chata, burocrática e desvinculada de aplicações concretas. Óptica Geométrica é muito mais do simplesmente fazer desenhos de objetos, raios notáveis, imagens.

O primeiro aspecto que se faz necessário deixar bem claro é que os chamados raios notáveis (ou principais ou especiais) são apenas “muletas” que utilizamos para fazer a construção geométrica das imagens. Eles se constituem em raios luminosos com comportamento facilmente identificável e não em raios luminosos que efetivamente devem existir para que uma imagem aconteça. Quando encontramos o ponto de intersecção de tais raios que supostamente se originaram em um ponto objeto, sabemos onde está o ponto imagem e sabemos também que TODOS os outros raios emanados do ponto objeto e que atingiram o sistema óptico refrator ou refletor, se dirigem para o ponto imagem. Ou seja, o comportamento desses raios notáveis no ensina sobre o comportamento de qualquer outro raio luminoso originado no ponto objeto, desviado pelo sistema óptico. Na figura abaixo represento muitos raios luminosos que se originaram em um ponto objeto e que atravessaram a lente, além dos raios notáveis.

lente

Na próxima figura represento a mesma lente parcialmente obstruída de duas maneiras diversas.

lente_encoberta

As obstruções parciais da lente determinam que nem todos os raios luminosos que se originaram no ponto objeto atingem o ponto imagem. Entretanto muitos outros raios lá chegam e então a imagem continua sendo conjugada, apenas tendo a intensidade luminosa diminuído na região da imagem.

Portanto, mesmo quando os raios principais (um ou todos eles) deixam de incidir sobre um sistema óptico, podemos continuar os utilizando para fins de localização da imagem.

As representações que usalmente fazemos dos objetos e das lentes ou dos espelhos mostram uma condição frequentemente não cumprida em casos reais: a de que os objetos sejam menores do que as lentes ou espelhos. Se considerarmos qualquer câmara fotográfica utilizada cotidianamente, vamos notar que os objetos são muito maiores do que a lente objetiva da câmara. Tal fato determina que um ou mais dos raios notáveis não possam existir. Entretanto, as imagens lá estão e as poderíamos construir usando os raios notáveis que de fato não tem existência nestes casos.

Um caso notório de que as imagens não se alteram quando uma lente é parcialmente obstruída acontece com o nosso olho. Nós somente enxergamos imagens reais ocorridas em nossa retina, conjugadas pela lente de nosso olho. Ora, a lente de nosso olho pode ser parcialmente obstruída pela pupila do olho quando esta se fecha. Se a iluminação de um local onde estamos é aumentada, a pupila se constrai e pode se transformar em quase um ponto apenas quando há grande iluminação. Entretanto os objetos que estamos percebendo (na verdade o que percebemos são as imagens desses objetos em nossa retina) não mudam de forma ou de tamanho quando a pupila se contrai.

A Óptica Geométrica vai muito adiante da chatice com a qual ela é usualmente ensinada. Há muitas aplicações interessantes que deveriam ser apresentadas em um curso elementar de Óptica Geométrica. Talvez alguns dos temas seguintes possam inspirar a quem realmente deseje aprender sobre o tema ou tornar sua aula mais interessante.

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