Experimento caseiro registrou imagem invertida em sala de aula: um estudante posicionou uma vela acesa a 40 cm…

Questão

Experimento caseiro registrou imagem invertida em sala de aula: um estudante posicionou uma vela acesa a 40 cm de uma lente convexa de vidro e ajustou uma pequena tela móvel do outro lado até obter projeção nítida da chama. Ele notou que ao alterar a distância entre lente e tela, o tamanho e a orientação da imagem mudavam. Em seu relatório, atribuiu essas mudanças ao desvio dos raios de luz ao atravessarem o vidro curva­do. Identifique a explicação que descreve corretamente o comportamento dos raios de luz ao atravessarem a lente convexa descrita no texto-base.

1. A) Raios de luz paralelos incidentes na lente convexa se tornam feixes paralelos apos atravessar, criando imagem direita e ampliada.
2. B) Raios de luz paralelos incidentes na lente convexa sofrem refracao e divergem apos atravessar, gerando imagem virtual e direita.
3. C) Raios de luz paralelos incidentes na lente convexa sofrem refracao e convergem para o plano focal, formando imagem real invertida.
4. D) Raios de luz paralelos incidentes na lente convexa passam sem alterar direcao, mantendo orientacao e tamanho originais.
5. E) Raios de luz paralelos incidentes na lente convexa sao refletidos internamente e retornam ao meio original, impedindo formacao de imagem.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Resolvi a questão pela óptica geométrica básica. Uma lente convexa (convergente) faz os raios de luz paralelos incidentes convergirem para um ponto do outro lado, chamado foco imagem (F'), situado a uma distância focal da lente. Passo 2: Esse comportamento é o que permite formar imagens reais e invertidas, como a projeção nítida da chama sobre a tela descrita no experimento. Passo 3: Por isso a alternativa C descreve corretamente o comportamento: há refração, os raios convergem e formam imagem real invertida. Ressalva: a alternativa diz plano focal, mas o termo correto é ponto focal, pois a convergência ocorre em um ponto sobre o eixo óptico; mesmo assim, entre as opções, C é a que melhor descreve o fenômeno. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A está errada porque uma lente convexa não mantém os raios paralelos, ela os faz convergir. B está errada porque a divergência com imagem virtual e direita é característica de lentes divergentes (côncavas), não convexas. D está errada porque os raios sofrem desvio ao atravessar a lente, e não passam sem alterar direção. E está errada porque a reflexão interna total não é o mecanismo de funcionamento de uma lente, e ela certamente não impede a formação de imagem. Passo 5: Conclusão: o gabarito oficial C está correto, apenas com a imprecisão terminológica de plano focal no lugar de ponto focal.

💡 Dica: Diferencie a convergência dos raios em uma lente convexa do comportamento de uma lente divergente.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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