Qual das afirmações sobre lentes convexas está correta?
a. Raios que passam pelo centro da lente convergem para o ponto focal.
b. Raios paralelos ao eixo principal divergem entre si.
c. Raios paralelos ao eixo principal convergem para o ponto focal.
d. Raios que passam pelo centro da lente divergem.
Passo 1
O enunciado pede que eu escolha qual das alternativas sobre lentes convexas está correta. As alternativas fornecidas são:
a. Raios que passam pelo centro da lente convergem para o ponto focal.
b. Raios paralelos ao eixo principal divergem entre si.
c. Raios paralelos ao eixo principal convergem para o ponto focal.
d. Raios que passam pelo centro da lente divergem.
a. Raios que passam pelo centro da lente convergem para o ponto focal.
b. Raios paralelos ao eixo principal divergem entre si.
c. Raios paralelos ao eixo principal convergem para o ponto focal.
d. Raios que passam pelo centro da lente divergem.
Informações relevantes do enunciado: temos uma lente convexa (lente convergente) e devemos avaliar o comportamento de raios de luz em relação ao eixo principal, ao ponto focal e ao centro óptico da lente.
Passo 2
O que é uma lente convexa e quais pontos importantes ela tem? Vou explicar devagar, como se estivéssemos desenhando no caderno.
- Uma lente convexa é uma lente mais grossa no meio do que nas bordas; ela tende a “juntar” raios de luz que chegam paralelos ao seu eixo.
- Eixo principal: é a linha reta que passa pelo centro da lente e é perpendicular às superfícies (pense numa reta horizontal que atravessa a lente).
- Centro óptico (ou simplesmente centro) da lente: ponto
no interior da lente, no eixo principal; é o ponto pelo qual, em aproximação de lente delgada, um raio atravessa praticamente sem desvio. - Ponto focal (em cada lado da lente): ponto
sobre o eixo principal onde raios paralelos ao eixo que incidem na lente convergem após atravessá‑la. A distância entre o centro e o foco é o foco ou distância focal, que chamamos de .
Passo 3
Principais raios usados nas construções de imagens (três raios padrões) — esses são os que caem na prova com mais frequência; decora a ideia, não o desenho:
- Raio paralelo ao eixo principal: um raio que chega paralelo ao eixo (vindo da esquerda, por exemplo) é refratado pela lente e passa pelo ponto focal do outro lado. Em símbolos: raio paralelo → depois da lente passa por
. Essa é a regra básica que caracteriza lentes convergentes. - Raio que passa pelo foco antes de chegar à lente: um raio que vem na direção do foco
(à esquerda da lente) sai da lente saindo paralelo ao eixo. Ou seja, rumo ao foco antes da lente implica saída paralela depois. - Raio que passa pelo centro óptico
: em lentes delgadas, um raio que atravessa exatamente o centro óptico sofre duas refrações (uma em cada face), e os desvios se cancelam aproximadamente, de modo que o raio continua numa linha praticamente reta, sem mudar de direção. Em outras palavras: raio pelo centro → não se desvia (continua em linha praticamente reta).
Breve explicação física (sem cálculo pesado): cada face da lente refrata a luz; para um raio que passa pelo centro e considerando que a lente é delgada e simétrica, os ângulos de entrada e saída são tais que o desvio total é aproximadamente zero. Por isso usamos a regra prática “pelo centro: segue reto”.
Também é útil esclarecer os termos: “convergir” significa que raios se encontram em um ponto (eles se juntam); “divergir” significa que raios se espalham, afastam‑se uns dos outros.
Passo 4
Agora vamos analisar cada alternativa usando o que aprendemos:
a) “Raios que passam pelo centro da lente convergem para o ponto focal.”
- Pelo que vimos no passo anterior, raios que passam pelo centro
não se desviam (seguem praticamente em linha reta). Eles não são forçados a encontrar o ponto focal a não ser que já estivessem direcionados para ele. Logo, a afirmação é falsa.
b) “Raios paralelos ao eixo principal divergem entre si.”
- Isso contradiz a propriedade fundamental da lente convexa: raios paralelos ao eixo são reunidos (convergem) em
. Portanto a afirmação é falsa.
c) “Raios paralelos ao eixo principal convergem para o ponto focal.”
- Essa é exatamente a regra 1 dos raios principais que expliquei: raios paralelos ao eixo, ao atravessarem uma lente convexa, passam a convergir para o ponto focal do outro lado. Logo, essa afirmação é verdadeira.
d) “Raios que passam pelo centro da lente divergem.”
- Como já expliquei, um raio que passa pelo centro óptico praticamente não se desvia; não diverge (a menos que já estivesse divergente antes). Assim, a afirmação é falsa.
Passo 5
Resumo e conclusão: apenas a alternativa c descreve corretamente o comportamento dos raios em uma lente convexa (raios paralelos ao eixo convergem para o ponto focal). Fica a dica pra prova: desenhe sempre os três raios principais (paralelo→foco, foco→paralelo, centro→reto) — com eles você resolve a maioria dos problemas de construção de imagem rápido.
Resposta
c