Óptica Visual Séries de Exercícios 2018/2019

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Maria Luiza Escobar
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1 Óptica Visual Séries de 2018/ de Novembro de 2018

2 Série de exercícios n.1 Sistema óptico do olho 1. Um objecto com 50 mm de altura está situado no eixo óptico de um olho reduzido, a 25 cm do seu ponto principal. Determine a posição e o tamanho da imagem óptica. 2. Um objecto distante subtende um ângulo de 5 no ponto nodal de um olho reduzido com 62 D de potência. Determine a posição e a altura da imagem óptica. 3. A imagem de um objecto está situada no eixo óptico de um olho reduzido, a 2,381 cm do seu ponto principal. A imagem é invertida e tem uma altura de 3,57 mm. Determine a posição e o tamanho do objecto. 4. Um objecto distante subtende um ângulo de 1,8 no ponto nodal de um olho com comprimento axial de 21,5 mm. Determine a posição e tamanho da imagem óptica. 5. A mácula de um olho reduzido tem um diâmetro de 1,5 mm. Calcule o ângulo subtendido pela mácula no ponto nodal. Determine a extensão linear de espaço objecto a 10 m do olho. 6. Um olho esquemático apresenta raio de curvatura da córnea 7,5 mm, profundidade da câmara anterior 3 mm e cristalino homogéneo com espessura 3,5 mm, índice de refracção 1,4 e raio de curvatura da sua face posterior -6 mm. O humor aquoso e o humor vítreo apresentam índices de refracção 1,336. Determine a posição e o aumento das pupilas de entrada e de saída. 7. Uma letra de 6 m subtende 5 no ponto nodal do olho, à distância de teste de 6 m. Calcule a altura da imagem retiniana se o olho tiver uma potência de 60 D. 8. Um olho com comprimento axial de 25 mm vê nitidamente um objecto a 500 mm de distância. Determine a potência do olho assumindo que o seu índice de refracção é 4/3. Se o objecto tiver uma altura de 2 mm, qual será o tamanho da imagem retiniana? Ametropias e lentes de correcção 1. Um olho reduzido apresenta 21 mm de comprimento axial e 62 D de potência. Determine a sua refracção ocular e a posição do seu ponto remoto. 2. Um olho reduzido tem comprimento axial de 25 mm e o seu ponto remoto está situado a -250 mm do seu ponto principal. Determine a refracção ocular e a potência do olho. 3. Um olho com uma refracção ocular de +5 D vai ser corrigido com uma lente compensadora colocada à distância do vértice de 13 mm. Qual deve ser a sua potência. 4. Um olho está corrigido para visão ao longe com uma lente de D colocada a 14 mm do seu ponto principal. Determine a refracção ocular do olho. Óptica Visual 2018/2019 =1=

3 5. Uma prescrição indica D para 16 mm. Determine a potência da nova lente se a distância ao vértice for reduzida para 13 mm. 6. Um olho astigmático tem potência 64 D no eixo 60 e 68 D no eixo 150. Sabendo que o seu comprimento dióptrico é 61 D, determine a sua refracção ocular e a lente de correcção a 14 mm do olho. 7. Numa prescrição lê-se a 14 mm. Determine a potência da lente necessária se esta for colocada a 12 mm. Acomodação 1. Determine o percurso de acomodação de um olho míope não corrigido de 4 D, cuja amplitude de acomodação seja 10 D. 2. Determine o percurso de acomodação de um olho hipermétrope não corrigido de +4 D, cuja amplitude de acomodação seja 6 D. 3. Um míope de 5 D tem o seu ponto próximo situado a 10 cm do ponto principal do olho. Determine o seu percurso de acomodação. 4. Que acomodação ocular necessita um hipermétrope de 3 D para focar um objecto situado a 20 cm? 5. Determine a amplitude de acomodação de um míope cujo ponto remoto se situa a 33 cm do olho e o ponto próximo se situa a 25 cm do olho. 6. Determine a posição do ponto próximo e o percurso de acomodação de um indivíduo emétrope cuja amplitude de acomodação é 7,5 D. 7. Um míope é corrigido com uma lente fina de D a 14 mm do olho. Um objecto próximo está a ser observado a 35 cm do ponto principal do olho. Compare a acomodação ocular com a acomodação no ponto dos óculos e com a de um emétrope que foque o mesmo objecto. 8. Um hipermétrope é corrigido com uma lente fina de D a 14 mm do olho. Um objecto próximo está a ser observado a 35 cm do ponto principal do olho. Compare a acomodação ocular com a acomodação no ponto dos óculos e com a de um emétrope que foque o mesmo objecto. 9. Um olho reduzido está corrigido para visão ao longe com uma lente esférica de D situada a 14 mm do seu ponto principal. A acomodação no ponto dos óculos é de 3 D e a distância de trabalho é 40 cm a partir do plano dos óculos. Determine a adição teórica necessária se apenas de quiser utilizar metade da acomodação no ponto dos óculos. Determine a fracção de acomodação ocular utilizada nesse caso. Óptica Visual 2018/2019 =2=

4 Ficha de Trabalho n.2 Radiometria e Fotometria 1. Um lúmen é a unidade fotométrica correspondente a um fluxo radiante monocromático de 1/683 W à frequência de Hz. Determine a que c.d.o. (no ar) corresponde a frequência ν = Hz. O que lhe sugere o valor encontrado? 2. Um filtro monocromático com pico de transmissão em 600 nm é colocado em frente de uma fonte de luz e a combinação filtro + fonte produz 1000 lm. Determine o fluxo radiante transmitido pelo filtro. 3. Considere um LED, l 1, que emite um fluxo radiante de 50 µw com pico máximo em 640 nm. Outro LED, l 2, emite o mesmo fluxo radiante mas com pico máximo em 555 nm. Em condições diurnas determine: (a) o fluxo luminoso emitido por cada LED; (b) qual deve ser o fluxo radiante do LED l 2 se pretendermos que produza o mesmo efeito visual de l 1? 4. Uma fonte de luz produz 10 W a 500 nm, 5 W a 550 nm e 20 W a 650 nm. (a) Determine quantos lúmen são produzidos no total. (b) Determine a quantidade de lúmen escotópicos produzidos. 5. A excitância de uma lâmpada, medida a 1 m de distância, é 10,0 lm/m 2. Qual será a densidade de fluxo luminoso medida a metade dessa distância? 6. Uma fonte pontual apresenta uma intensidade luminosa de 100 cd. Que iluminação deverá produzir à distância de 0,6 m? Apresente a resposta em foot-candela e em lux. 7. Uma fonte pontual F 1 de 25 cd encontra-se a 1 m de uma folha de papel. Outra fonte pontual, F 2, encontra-se a 6 m da mesma folha de papel e produz a mesma iluminância que F 1. Determine a intensidade luminosa da fonte F Um aluno mediu 22 lux à distância de 3,162 m de uma lâmpada. Expresse em lúmen a quantidade de luz que a lâmpada está a produzir. Assuma que a lâmpada é uma fonte pontual que radia a mesma intensidade em todas as direcções excepto num ângulo de 30 que está bloqueado pela base da lâmpada. 9. Um medidor de iluminância está inclinado 60 a partir da posição vertical em relação a uma fonte pontual de luz. Sabendo que o medidor regista 100 lux e está situado a 0,6 m da fonte, determine a intensidade luminosa da fonte. 10. Uma superfície difusa com reflectividade r = 85 %, é exposta a uma densidade de fluxo luminoso de 100 lux no plano da superfície. Qual será a luminância, L V, dessa superfície? Óptica Visual 2018/2019 =3=

11. Uma superfície com factor de reflectividade 0,7 apresenta uma luminância de 50 footlambert. Determine a iluminância que está a incidir sobre essa superfície. 12.

5 11. Uma superfície com factor de reflectividade 0,7 apresenta uma luminância de 50 footlambert. Determine a iluminância que está a incidir sobre essa superfície. 12. Uma fonte de luz situada no tecto da sala de aula tem 0,04 m 2 de superfície e ilumina com uma intensidade luminosa de 100 cd (em qualquer direcção) uma mesa com 0,5 m 2 de superfície. Considerando a mesa como uma superfície difusa com factor de reflectividade de 0,8, determine para o observador da figura, a luminância da fonte e a luminância da mesa. 13. Um filtro de densidade neutra absorve 75 % da luz que lhe incide. Determine a sua densidade óptica, DO. 14. Um filtro de densidade neutra de DO = 0, 5 é combinado com outro de DO = 1, 0. (a) Determine a percentagem de luz transmitida pelo conjunto. (b) Determine a quantidade de luz absorvida. Velocidade da luz no vácuo: m/s 1 foot 0,3048 m Curvas de sensibilidade espectral fotópica e escotópica: Observador padrão V (λ) para visão fotópica λ [nm], V (λ) 380, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Observador padrão V (λ) para visão escotópica λ [nm], V (λ) 380, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Óptica Visual 2018/2019 =4=

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