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Um estudante possui uma lente convergente cujos raios de curvatura de ambas as superfícies são iguais a 30 cm. Ele determinou experimentalmente a distância focal da lente no ar e obteve o valor de 10 cm. Com essas informações, é possível determinar o índice de refração da lente e assim saber de qual material ela foi feita. a) Com base nessas informações, calcule o índice de refração da lente. b) Se o estudante determinasse a distância focal com a lente imersa na água, ele obteria o mesmo valor descrito no enunciado? Just

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há 2 anos

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há 8 meses

Para responder à sua pergunta, vamos analisar as informações fornecidas. a) Para calcular o índice de refração da lente, podemos usar a fórmula da distância focal de uma lente esférica: \[ \frac{1}{f} = (n - 1) \left( \frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2} \right) \] Onde: - \( f \) é a distância focal (10 cm), - \( n \) é o índice de refração da lente, - \( R_1 \) e \( R_2 \) são os raios de curvatura das superfícies da lente. Como ambos os raios são iguais a 30 cm, temos \( R_1 = 30 \) cm e \( R_2 = -30 \) cm (o sinal negativo é usado porque o raio da segunda superfície é considerado negativo). Substituindo os valores na fórmula: \[ \frac{1}{10} = (n - 1) \left( \frac{1}{30} - \frac{1}{-30} \right) \] \[ \frac{1}{10} = (n - 1) \left( \frac{1}{30} + \frac{1}{30} \right) \] \[ \frac{1}{10} = (n - 1) \left( \frac{2}{30} \right) \] \[ \frac{1}{10} = (n - 1) \left( \frac{1}{15} \right) \] Multiplicando ambos os lados por 15: \[ \frac{15}{10} = n - 1 \] \[ 1.5 = n - 1 \] \[ n = 2.5 \] Portanto, o índice de refração da lente é \( n = 2.5 \). b) Se o estudante determinasse a distância focal com a lente imersa na água, a distância focal mudaria. A razão é que o índice de refração da água (aproximadamente 1.33) é menor que o da lente (2.5). Quando a lente é imersa em um meio com um índice de refração menor, a distância focal da lente aumenta. Portanto, ele não obteria o mesmo valor de 10 cm. Resumindo: a) O índice de refração da lente é 2.5. b) Não, a distância focal não seria a mesma.

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há 2 anos

a) Sim, é possível determinar o índice de refração da lente. Utilizando a equação de Gauss para lentes, temos: 1/f = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2) Onde f é a distância focal da lente, n é o índice de refração da lente, R1 e R2 são os raios de curvatura das superfícies da lente. Substituindo os valores dados, temos: 1/0,1 = (n - 1) * (1/0,3 - 1/0,3) Simplificando, temos: n = 1 + 0,1/0,3 n = 1,33 Portanto, o índice de refração da lente é 1,33. b) Não, se o estudante determinasse a distância focal com a lente imersa na água, ele obteria um valor diferente. Isso ocorre porque a água tem um índice de refração diferente do ar, o que afeta a forma como a luz se propaga na lente. Para calcular a distância focal da lente imersa na água, seria necessário utilizar a equação de Gauss para meios com índices de refração diferentes.

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