Escola Secundária Manuel Cargaleiro

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Catarina de Sequeira Valverde
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1 Escola Secundária Manuel Cargaleiro Técnicas Laboratoriais de Física Trabalho elaborado por: Nuno Valverde nº12 Pedro Correia nº16 10ºD

2 Índice Página AS LENTES...3 LENTES CONVEXAS...4 LENTES CÔNCAVAS...5 POTÊNCIA DE UMA LENTE...6 Aplicação Numérica...6 AMPLIFICAÇÃO LINEAR...7 CARACTERÍSTICAS DAS IMAGENS PRODUZIDAS POR LENTES...8 BIBLIOGRAFIA

3 As lentes O que são lentes? As lentes são meios transparentes e diferentes do ar, limitadas por duas superfícies curvas, ou por uma superfície curva e outra plana. Estas modificam a direcção dos feixes luminosos quando estes as atravessam, podendo eventualmente formar-se imagens. As lentes esféricas, pelo menos uma das superfícies é esférica, são as mais utilizadas. Podem classificar-se em dois grupos: - Lentes de bordos delgados ou convexas: Estas lentes são mais grossas na parte média do que nos bordos. - Lentes de bordos espessos ou côncavos: Estas lentes são mais grossas nos bordos do que na parte média. 3

Estas modificam a direcção dos feixes luminosos quando estes as atravessam, podendo eventualmente formar-se imagens.

4 Lentes convexas Um feixe luminoso que incide numa lente convexa, paralelamente ao eixo principal, converge num ponto. Esse ponto designa-se por foco principal da lente. É um foco real, porque se projecta num alvo. Essas lentes também se designam por lentes convergentes. Se imaginarmos uma lente destas cortada transversalmente por um plano que passe pelo seu centro, o centro óptico da lente, obteremos uma superfície de corte delgada nos extremos e espessa no meio, que é a sua secção principal. O módulo como as lentes convergentes actuam sobre a luz pode ser representado pela convergência das suas direcções de propagação para o eixo da lente, eixo principal, que é a recta definida pelos centros de curvatura das duas superfícies esféricas ou a recta que é perpendicular à face plana da lente e contém o centro de curvatura da face curva. Figura 1 Lentes convexas Figura 2 Foco real de uma lente convexa Figura 3 Representação esquemática de uma lente convexa pela sua secção Como exemplos de lentes convergentes, temos as lupas de régua usadas por alguns deficientes visuais, o cristalino dos nossos olhos, as lentes utilizadas em alguns óculos e as lentes de aumentar próprias das lupas, dos binóculos e dos microscópios 4

Se imaginarmos uma lente destas cortada transversalmente por um plano que passe pelo seu centro, o centro óptico da lente, obteremos uma superfície de corte delgada nos extremos e espessa no meio,

5 Lentes côncavas Um feixe luminoso que incide paralelamente ao eixo principal de uma lente côncava refracta-se divergindo. Estas lentes também se designam por lentes divergentes. O prolongamento dos raios emergentes converge num ponto, que é o foco principal da lente. È um foco virtual, porque não se projecta num alvo. As lentes divergentes, ao contrário das convergentes, são delgadas no centro e espessas nos bordos. À semelhança das lentes convergentes, são limitadas por duas faces esféricas ou por uma face esférica e uma plana. A sua secção principal e o desvio das ondas luminosas quando atravessam lentes deste tipo podem ser apresentadas esquematicamente: Figura 4 Lentes côncavas. Figura 5 Foco virtual de uma lente côncava. Figura 6 Representação esquemática de uma lente côncava pela sua secção. As lentes divergentes são, fundamentalmente utilizadas nos óculos para correcção de certos defeitos de visão, ou acopladas a lentes convergentes em determinados aparelhos ópticos, como os telescópios, por exemplo. 5

As lentes divergentes, ao contrário das convergentes, são delgadas no centro e espessas nos bordos.

6 Potência de uma lente A distância do foco à lente é chamada distância focal e representa-se pelo símbolo f. no caso das lentes divergentes esta distância é negativa e nas lentes convergentes esta distância é positiva. O conhecimento da distância focal de uma lente é importante porque ela caracteriza o comportamento da lente. É no entanto mais vulgar indicar-se o inverso dessa distância, que se designa por potência ou vergência da lente (P). P = 1 f Fórmula 1 fórmula para o calculo da potência de uma lente. Se a distância focal for medida em metros, a vergência será medida em dioptrias (símbolo D). Aplicação Numérica Exemplo: Determina a potência de uma lente divergente cuja distância focal é f = -20 cm. Temos que reduzir a distância focal a metros (unidade SI). Então f = 0,2 m. P = 1 = - 5 D 0,2 m 6

O conhecimento da distância focal de uma lente é importante porque ela caracteriza o comportamento da lente.

7 Amplificação Linear Uma lente pode dar-nos uma imagem aumentada ou diminuída em relação ao objecto, a isso chama-se amplificação, A, da lente, que é o quociente entre o tamanho (por exemplo, a altura) da imagem, I, e o tamanho do objecto, O: A = I O Fórmula 2 Formula para o cálculo da amplificação linear. Essa amplificação pode também ser calculada pelo quociente da distância da imagem à lente, d I, e a distância do objecto à lente, d o : A = d I d o 7

tamanho do objecto, O: A = I O Fórmula 2 Formula para o cálculo da amplificação linear.

8 Características das imagens produzidas por lentes (imagens reais e virtuais) Lentes convergentes A vela está afastada de uma lente. A imagem é real, invertida, menor que o objecto e forma-se perto do foco da lente. A imagem é real, pois pode ser captada no alvo; resulta da convergência de raios luminosos. Figura 7 A vela encontra-se a uma distância 2f da lente. A imagem é real, invertida, do mesmo tamanho do objecto e forma-se a igual distância da lente. Figura 8 A vela encontra-se a uma distância intermédia entre f e 2f. A imagem é real, invertida, maior que o objecto e forma-se para além da distância 2f. Figura 9 8

A imagem é real, pois pode ser captada no alvo; resulta da convergência de raios luminosos. Figura 7 A vela encontra-se a uma distância 2f da lente.

9 A vela encontra-se muito perto da lente, a uma distância menor que f. Não se observa imagem no alvo, porque os raios luminosos, depois de atravessarem a lente, divergem. No entanto, se olharmos para a lente, observar-se-á uma imagem direita, maior que o objecto e virtual. A imagem é virtual porque resulta do prolongamento de raios luminosos; não tem existência e, por isso, não pode ser captada num alvo. Figura 10 Lentes divergentes Qualquer que seja a posição da vela em relação à lente, não se consegue captar imagem no alvo. No entanto, se olharmos através da lente, observa-se uma imagem da vela direita, menor que o objecto e virtual. Figura 11 9

No entanto, se olharmos para a lente, observar-se-á uma imagem direita, maior que o objecto e virtual.

10 Bibliografia Física na nossa vida físico-químicas 8º ano de escolaridade M. Margarida R. D. Rodrigues, Fernando Morão Lopes Dias Porto, ª edição Porto editora No mundo em transformação Ciências físico-químicas 8º ano de escolaridade Lucinda Santos Mendonça, Marta Duarte Ramalho Lisboa, ª edição Texto editora Eu e a física físico-químicas 8º ano de escolaridade Noémia Maciel, Ana Miranda Porto, ª edição Porto editora Nova física Ciências físico-químicas 8º ano escolaridade Maria Amanda Cunha Martins Porto Areal editores O meu livro de Ciências físico-químicas 8º ano de escolaridade Ana Maria Morais, Irene Silva, Luísa de Sousa Porto, ª edição Raiz editora 10

Marta Duarte Ramalho Lisboa, 1999 1ª edição Texto editora Eu e a física físico-químicas 8º ano de escolaridade Noémia Maciel, Ana Miranda Porto, 1999 1ª edição Porto

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