Física · VUNESP · 2025 | Questão sqc-vu112351

FísicaÓtica

Código: vu112351
Banca: VUNESP
Órgão: UNESP
Ano: 2025
Nível: Superior

Cargo: V - - Assistente de Suporte Acadêmico IV - Área de Atuação: Ciência dos Materiais - Edital nº 196

O microscópio óptico foi criado por volta de 1590 dC por dois fabricantes de óculos holandeses, Zacharias Janssen e seu pai Hans. Esse dispositivo revolucionou a ciência e a vida das pessoas, pois permitiu pela primeira vez a observação das células e das bactérias; no entanto, a ampliação, sem perder a definição das imagens, varia de 1.000x a 1.500x.Qual o motivo da perda de definição para imagens com aplicações maiores que 1.500x, isto é, da obtenção da ampliação máxima do microscópio.

AAs lentes de aumento do microscópio óptico são feitas de vidro, que tem cristalinidade a curta distância; e a distância intermolecular, das moléculas do vidro, impede a passagem da luz, limitando a definição.
BAs lentes de aumento do microscópio óptico são feitas de vidro, que tem cristalinidade a longa distância; e a distância interplanar, dos planos cristalinos do vidro, impede a passagem da luz, limitando a definição.
CO comprimento de onda da luz usada para obtenção das imagens limita a definição.
DO comprimento de onda da luz usada para obtenção das imagens não limita a definição.
EA ampliação máxima de um microscópio óptico é limitada somente pela abertura numérica das lentes.

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GabaritoC — O comprimento de onda da luz usada para obtenção das imagens limita a definição.

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Limite de resolução em microscopia óptica

Gabarito: letra C. A perda de definição para ampliações acima de 1.500x ocorre porque o comprimento de onda da luz visível impõe um limite fundamental à resolução, conhecido como limite de difração (critério de Rayleigh). Ampliações além desse limite geram apenas "ampliação vazia" (empty magnification), sem revelar novos detalhes.

A microscopia óptica tem seu poder de resolução limitado pela difração da luz ao passar pelas lentes. O físico Ernst Abbe demonstrou que a menor distância entre dois pontos que podem ser distinguidos é aproximadamente $d = \frac{\lambda}{2 \, \text{NA}}$ , onde $\lambda$ é o comprimento de onda da luz e NA é a abertura numérica da lente. Para a luz visível ( $\lambda \approx 400\,\text{nm}$ a $700\,\text{nm}$ ), o limite prático de resolução é cerca de $200\,\text{nm}$ , o que corresponde a uma ampliação máxima útil de $1000\times$ a $1500\times$ . Acima disso, a imagem aumenta de tamanho, mas os detalhes permanecem borrados.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que a cristalinidade a curta distância do vidro impede a passagem da luz. O vidro é amorfo, não cristalino, e a distância intermolecular não é o fator limitante. A luz atravessa o vidro com transparência; o problema é a difração, não a estrutura molecular.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Também invoca cristalinidade a longa distância e distância interplanar. O vidro não possui planos cristalinos (é amorfo). Mesmo que houvesse, não seriam a causa da limitação de resolução.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Correta. O comprimento de onda da luz é o fator físico que determina o limite de difração. Quanto menor o comprimento de onda, maior a resolução possível — por isso microscópios eletrônicos (com elétrons de comprimento de onda muito menor) atingem resoluções muito superiores.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o comprimento de onda não limita a definição, o que é falso. O limite de difração é diretamente proporcional ao comprimento de onda.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que a ampliação máxima é limitada somente pela abertura numérica. Embora a abertura numérica (NA) seja um fator importante no poder de resolução, o comprimento de onda da luz também é fundamental (vide fórmula de Abbe). "Somente" torna a afirmação incorreta.

PEGA ESSA DICA!

Lembre-se da fórmula de Abbe: $d = \frac{\lambda}{2\,\text{NA}}$ . Para luz visível, $\lambda$ é da ordem de $500\,\text{nm}$ , e $\text{NA}$ máximo é cerca de $1{,}4$ , resultando em $d \approx 180\,\text{nm}$ . Esse é o limite prático. Qualquer ampliação além de $1500\times$ não adiciona detalhes reais — é como esticar uma foto digital além da resolução original.

Gabarito: letra C.

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