OTI Ótica QUÍMICA

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1 OTI Ótica QUÍMICA Estágio em Docência Marsal Eduardo Bento Professor da Disciplina: Holokx Abreu Albuquerque Abril/2014 1

2 Sumário Instrumentos Ópticos Lente de aumento simples Microscópio composto Telescópio refrator O olho humano Bibliografia 2

3 Instrumentos Ópticos O olho humano é um órgão extremamente versátil, mas seu desempenho pode ser melhorado com o auxílio de instrumentos ópticos como: óculos, lentes de aumento, câmeras de cinema e de televisão, microscópios e telescópios. 3

4 As equações dos espelhos e das lentes apresentadas nas aulas anteriores não se aplicam aos instrumentos ópticos mais sofisticados, a não ser como aproximações grosseiras. 4

5 Lente de aumento simples (lupa) O olho humano normal só é capaz de focalizar uma imagem de um objeto na retina se a distância entre o objeto e o olho for maior que a de um ponto conhecido como ponto próximo, representado por P p. 5

6 O tamanho da imagem produzida na retina depende do ângulo ϴ que o objeto ocupa no campo de visão. 6

7 Aproximando o objeto do olho, aumentamos este ângulo e portanto a capacidade de distinguir detalhes do objeto. Entretanto, como o objeto agora está a uma distância menor que o P p, não está mais em foco, ou seja, não pode mais ser visto com nitidez. 7

8 É possível tornar a imagem novamente nítida observando o objeto através de uma lente convergente, posicionada de tal forma que o objeto esteja ligeiramente mais próximo do olho que o ponto focal F 1 da lente, que está a uma distância da lente igual à distância focal f. Observamos neste caso a imagem virtual do objeto produzida pela lente. 8

9 9

10 Ampliação angular m ϴ A ampliação angular de uma lente de aumento simples é definida como a razão entre o ângulo ocupado pela imagem produzida pela lente e o ângulo ocupado pelo objeto quando o objeto se encontra nas proximidades do P p do observador. m ϴ = ϴ /ϴ (1) 10

11 Supondo que o objeto O se encontra no ponto focal da lente e supondo que os ângulos sejam suficientemente pequenos para que tg ϴ ϴ e tg ϴ ϴ, temos: ϴ h/25 cm e ϴ h/f (2) m ϴ 25 cm (lente de aumento simples) (3) f 11

12 Microscópio composto A próxima figura mostra uma versão usando filmes finos de um microscópio composto. O instrumento é formado por uma objetiva (a lente mais próxima do objeto), de distância focal f ob, e uma ocular (a lente mais próxima do olho) de distância focal f oc. Este tipo de instrumento é usado para observar pequenos objetos que estejam muito próximos da objetiva. 12

13 13

14 Diagrama esquemático de um microscópio composto A objetiva produz uma imagem real I do objeto O ligeiramente mais próxima da ocular que o ponto focal F 1. A imagem I se comporta como um objeto para ocular, que produz uma imagem final virtual I, vista pelo observador. A objetiva tem uma distância focal f ob ; a ocular tem uma distância focal f oc ; s é o comprimento do tubo. 14

15 A ampliação lateral da objetiva é dada por: m = - i = - s (4) p A ampliação lateral total conseguida pelo instrumento é o produto da amplificação m produzida pela objetiva [eq.(4)], pela amplificação angular m ϴ produzida pela ocular [eq.(3)]. Assim, temos: M = mm ϴ = - s 25 cm (5) f ob (microscópio) f ob f oc 15

16 A lente mais próxima do objeto observado é chamada objetiva, e é uma lente com distância focal na ordem de milímetros. A lente próxima ao observador é chamada ocular, e é uma lente com distância focal na ordem de centímetros. O funcionamento de um microscópio composto é bastante simples. A objetiva fornece uma imagem real, invertida e maior que o objeto. Esta imagem funciona como objeto para a lente ocular, que funciona como uma lupa, fornecendo uma imagem final virtual, direta e maior. 16

17 Ou seja, o objeto é aumentado duplamente, fazendo com que objetos muito pequenos sejam melhores observados. Este microscópio composto também é chamado Microscópio Óptico sendo capaz de aumentar até vezes o objeto observado. Existem também Microscópios Eletrônicos capazes de proporcionar aumentos de até vezes e Microscópios de Varredura que produzem aumentos superiores a 1 milhão de vezes. 17

18 Telescópio refrator Existem vários tipos de telescópios, estudaremos o telescópio refrator simples, constituído por uma objetiva e uma ocular; ambas representadas como lentes simples, embora na prática, como também acontece com a maioria dos microscópios, cada lente seja na verdade um sistema complexo, composto de várias superfícies refratoras. 18

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20 A disposição das lentes nos telescópios e microscópios é semelhante, mas os telescópios são construídos com o objetivo de observar grandes objetos, como galáxias, estrelas e planetas, a grandes distâncias, enquanto os microscópios são projetados para fazer exatamente o oposto. 20

21 A ampliação angular m ϴ do telescópio é igual à razão ϴ oc /ϴ ob. De acordo com a próxima figura, para raios próximos do eixo central, podemos escrever ϴ ob h /f ob e ϴ oc h /f oc, o que nos dá: m ϴ = - f ob f oc (telescópio) (6) 21

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23 O olho humano O olho humano é um sistema óptico complexo, formado por vários meios transparentes além de um sistema fisiológico com inúmeros componentes. Todo o conjunto que compõe a visão humana é chamado globo ocular. 23

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25 A luz incide na córnea e converge até a retina, formando as imagens. Para esta formação de imagem acontecem vários fenômenos fisiológicos, no entanto, para o estudo da óptica podemos considerar o olho como uma lente convergente, com distância focal variável. Sendo representado: 25

26 Tal representação é chamada olho reduzido, e traz a representação das distâncias entre a córnea e a lente e entre a lente e a retina. 26

27 Bibliografia 1 HALLIDAY, D., RESNICK, R. e WALKER, J. Fundamentos de Física Volume 4 Livros Técnicos e Científicos Editora 4a Edição ou qualquer outra edição

28 Obrigado! 28

29 Lista de exercícios do capítulo 35, 6ª ed.: 1, 2, 9, 10, 14, 17, 19, 22, 26, 32 29

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