Questão 58 do ENEM 2011Ciências da Natureza

ENEM 2011Ciências da Natureza2ª aplicação

A figura seguinte representa, esquematicamente, um telescópio refletor:

A luz emitida por um astro penetra no telescópio pelo orifício na posição A, reflete no espelho parabólico localizado na posição B, é novamente refletida pelo espelho C em direção às lentes localizadas na ocular do telescópio (local onde o observador aproxima o olho) na posição D. Essa lente forma uma imagem real e maior do objeto observado, um pouco à frente de D. Por isso, o observador não deve encostar seus olhos na lente para enxergar essa imagem.

Considerando uma situação em que apenas uma lente é colocada na posição D, qual o tipo de espelho utilizado e qual o tipo de lente utilizada nas posições B e D respectivamente?
A
Convexo e bifocal.
B
Convexo e divergente.
Côncavo e convergente.
Resposta correta
D
Côncavo e divergente.
E
Plano e convergente.
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

Entendendo os componentes do telescópio

O enunciado descreve um telescópio refletor e o caminho da luz: ela entra pela posição A, reflete no espelho parabólico em B, é redirecionada pelo espelho C e chega às lentes da ocular em D, onde se forma uma imagem real e maior do astro. Precisamos identificar o tipo do espelho B e o tipo da lente D.

O espelho da posição B

A luz de um astro distante chega ao telescópio como raios praticamente paralelos. Para observá-lo, o instrumento precisa concentrar esses raios em um foco, reunindo o máximo de luz possível.

O enunciado já informa que o primário é um espelho parabólico, e essa é a peça-chave: uma superfície côncava (parabólica) reflete raios paralelos convergindo-os para um único foco real. Um espelho convexo faria o oposto, espalhando (divergindo) a luz, e um espelho plano manteria os raios paralelos — nenhum dos dois serviria para captar a luz de um astro. Logo, o espelho B é côncavo.

A lente da posição D

Aqui o enunciado entrega a resposta ao afirmar que a lente forma uma imagem real e maior do objeto. Basta lembrar as propriedades das lentes esféricas:

  • Lentes divergentes: qualquer que seja a posição do objeto, formam sempre imagens virtuais, direitas e menores.
  • Lentes convergentes: conforme a posição do objeto, podem formar imagens reais (maiores, menores ou iguais) ou virtuais (maiores, como uma lupa).

Como a imagem descrita é real e maior, a lente D não pode ser divergente — ela só pode ser convergente. De fato, uma imagem real e maior surge quando o objeto está entre o foco e o ponto antiprincipal de uma lente convergente.

Conclusão

O telescópio usa um espelho côncavo em B e uma lente convergente em D.

Gabarito: C.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2011 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.