LENTES ESFÉRICAS Professor: Felipe Damasio Lentes O estudo da reflexão tem seu objeto principal os espelhos; O estudo da refração tem seu objeto principal as LENTES. O que é uma lente? Corpo transparente, onde, pelo menos, uma das superfícies é curva. Quando uma destas bordas e esférica, a lente é dita esférica. Como se pode classificar as lente? Divergentes; Características O que diferencia os dois tipos de lentes? Convergentes. As convergentes têm espessura central mais grossa; As divergentes têm espessura central mais fina. 1
Qual a diferença física entre os dois tipos de lente? As lentes convergentes juntam os raios de luz quando ele incidem paralelos; As lentes divergentes separam os raios de luz quando eles incidem paralelos. Elementos de uma lente esférica Face 1 (onde a luz incide); Face 2 (onde a luz emerge); Centro de curvatura da face 1; Centro de curvatura da face 2; Vértice da face 1; Vértice da face 2; Centro óptico. Representação Simbólica Pode representar os tipo de lentes de maneira gráfica; Lentes convergentes; Construção Gráfica de imagens Como nos espelhos esféricos é possível determinar graficamente a posição e altura das imagens a partir do objeto; Utilize a lista 8 para construí-las. Lentes divergentes. Relação entre espelhos e lentes Qual a diferença entre as imagens reais e virtuais nos espelhos e nas lentes? Nos espelhos a imagem real está na frente do espelho, e nas lentes ela está atrás do espelho; Nos dois casos, elas são formadas pelos próprios raios de luz. Imagens Virtuais As imagens virtuais são sempre formadas pelo prologamento dos raios; Nos espelho elas estão atrás da parte espelhada e Nas lentes elas estão na frente da lente; Nas lentes elas estão na frente da lente. 2
Será possível vermos as imagens como elas aparecem nos esquemas? Não! Por que? A imagem tem que chegar aos nossos olhos, e daí? Nossos olhos são outro sistema de lentes (cristalino e córnea) que muda a imagem formada pela primeira lente. É possível medir a potência de uma lente? Potência fisicamente é chamada de convergência; É a capacidade de alterar as dimensões aparentes dos objetos; Novo conceito: Convergência ou Vergência (C) É a medida da potência da lente; A expressão matemática é dada pelo inverso da distância focal. C = 1/f O que é o grau do óculos? O nome fisicamente correto é DIOPTRIA; É a convergência quando a distância focal é dada em metros; Sua unidade é o m -1. Quando o grau é maior? Quando o foco é grande? Quando o foco é pequeno? Lembre da equação: Equação de Gauss é válida para lentes? Sim, bem como as equações de aumento. Ainda bem!!!! C = 1/f 3
O que é uma lupa? INSTRUMENTOS ÓPTICOS É o mais elementar dos instrumentos; É um microscópio simples; LUPA, MICROSCÓPIO E TELESCÓPIO O que é uma lupa? É uma lente convergente; Tem pequena distância focal; A convergência, é grande ou pequena? Lembre-se de: Associação de lentes Quem foi o primeiro a associar lentes? O fabricante de óculos residente na Holanda Hans Lippersey, em 1609 Ṅão fui eu!!!!!!! C = 1/f Microscópio composto Lippershey é considerado o inventor do telescópio. Na mesma época, pouco tempo depois, um outro holandês, Zacharias Janssen inventou o microscópio. Fui eu!! É quando se associa a lupa uma outra lente convergente; 4
Partes importantes do microscópio Lente objetiva: forma imagem real e invertida; Lente ocular: utiliza a imagem da primeira lente como objeto e forma a imagem no infinito; Simulação; Por que no infinito? Telescópio Refrator É muito parecido com o microscópio; É formado por uma ocular e uma objetiva. Qual a diferença o microscópio e o telescópio refrator? O telescópio refrator é destinado a ampliar as dimensões de objetos distantes, aproximar objetos. Telescópio de Galileu O inconveniente do telescópio refrator é que a imagem é invertida; A única diferença é que a ocular é uma lente divergente; Produz uma imagem direita. Telescópio Refletor Foi inventado na década de 1660 pelo maior cientista de todos os tempo; Quem?? Quem?? Isaac Newton. Eu fui o cara!!! Qual a diferença entre o telescópio refrator e refletor? Substituição da lente objetiva por um espelho côncavo e por um espelho secundário. Espelho parabólico côncavo. Espelho Secundário Ocular 5
Qual a vantagem de um telescópio em relação ao outro? As lentes não podem conter nem minúsculas bolhas; As lentes só podem ser seguras pelas bordas, quanto maior a lente mais difícil de isto acontecer. Qual a vantagem de um telescópio em relação ao outro? Os espelho não têm problemas de transparência podem ser apoiados por inteiro. Que tipo de telescópio é este? Sustentação do espelho não precisa ser somente pelas bordas Qual dos dois tipos de telescópio é maior? O maior refrator do mundo fica em Chicago, nos Estados Unidos. Tem 1,02m de diâmetro. E o refletor é maior ou menor? O maior telescópio refletor está na Rússia e tem...... 6 metros de diâmetro. Acima deste tamanho fica inviável, o russo tem massa de mais de 13 toneladas. Qual a solução? Telescópios feito a partir de muitos espelhos menores, técnica conhecida como telescópio de espelhos múltiplos. Dois espelhos em vez de um, múltiplos espelhos possíveis. Exemplos de telescópios de múltiplos espelhos Um deles fica em Mauna Kea no estado americano do Havaí; O diâmetro dele é 10 metros, e é composto por 36 espelhos hexagonais côncavos. O que é o telescópio espacial Hubble? Ele foi colocado na órbita da Terra, por que? Para que as imagens não fossem borradas pela refração na atmosfera. 6
Características do Hubble Utiliza um espelho primária de 2,4 metros de diâmetro, um secundário de 0,30 metro e a imagem é captada por instrumentos científicos e enviada a Terra por sinal de rádio. 7