Introdução às Medidas em Física 5 a Aula *

Documentos relacionados
Introdução às Medidas em Física 5 a Aula *

Introdução às medidas físicas ( ) Aula 5 Distância focal de lente

Introdução às Medidas em Física 3 a Aula *

Elementos ópticos. 1 - Conceitos relacionados. Reflexão e refração da luz, imagem real, imagem virtual, distância focal.

FAP LabFlex 2008/1 Ótica Geométrica Ótica Física. exp Distância focal. Manfredo Harri Tabacniks IFUSP

Introdução às Medidas em Física a Aula

LENTES SABINO. Prof. Sabino

ÓPTICA GEOMÉTRICA PREGOLINI

Experiência III (aula 05) Distância focal de uma lente

Física Experimental para o Instituto de Química

SOLUÇÃO COMECE DO BÁSICO - FÍSICA

Física. Óptica. Professor Alexei Muller.

Física Experimental IV

Introdução às Medidas em Física 12 a Aula *

Prof. Willyan Machado Giufrida. Laboratório de

Introdução às Medidas em Física 4 a Aula *

LENTES E INSTRUMENTOS

REFLEXÃO DA LUZ. i = r. PRIMEIRA LEI DA REFLEXÃO RI, N e RR são coplanares (pertencem ao mesmo plano). SEGUNDA LEI DA REFLEXÃO

REFRAÇÃO DA LUZ. Neste capítulo estudaremos as leis da refração, a reflexão total e a formação de imagens nas lentes esféricas.

Trabalho Prático nº 5

Professora Bruna FÍSICA B. Aulas 19 e 20 Construindo Imagens. Página 189

Classificação das lentes

Física Experimental IV FAP214

Professora Bruna CADERNO 2. Capítulo 5. Imagens e Espelhos Página 229

Instituto Federal Sul Rio-Grandense Campus Pelotas-Visconde da Graça Física IV Lista 2

Introdução às Medidas em Física 2 a Aula *

19/Dez/2012 Aula Sistemas ópticos e formação de imagens 23.1 Combinação de lentes 23.2 Correcção ocular 23.3 Microscópio 23.

Raios de luz: se propagam apenas em uma. direção e em um sentido

n 1 x sen = n 2 x sen

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

FÍSICA. Ótica. Instrumentos Ópticos. Prof. Luciano Fontes

ESTUDO DIRIGIDO PROVA MENSAL 2ºEM

Densidade de Polímeros (Experimento 2 - Aula 3) Física Experimental I - Marina M. Mendonça

LISTA DE EXERCÍCIOS ÓPTICA: REFRAÇÃO PROF. PEDRO RIBEIRO

O olho humano. No fundo do olho temos a projeção de uma imagem real e invertida

Física Experimental IV

Prof. Valdir Guimarães. Aula-2 ótica geométrica espelhos planos e esféricos


Introdução às Medidas em Física 1 a Aula *

Óptica. Aula 4 - Reflexão e Formação de Imagens II: espelhos curvos e esféricos.

Física IV. Aula 1. Baseado no material preparado por Sandro Fonseca Helena Malbouisson Clemencia Mora

Espelhos Planos. Reflexões. O objeto iluminado só poderá ser visto se a luz refletida por ele atingir nossos olhos. ESPELHOS PLANOS PROF.

Escrita correta de resultados em notação

AVALIAÇÃO: (preenchimento pela professora) DATA DE ENTREGA:

3º Trabalho de Laboratório Óptica geométrica


Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade de Coimbra. Departamento de Física. Estudo de Lentes. Mestrado Integrado em Engenharia Física

LENTES ESFÉRICAS. Chama-se lente esférica a associação de dois dioptros: um necessariamente esférico e outro plano ou esférico.

Lentes Esféricas. Prof.: Henrique Dantas

LENTES ESPESSAS: DUAS DISTÂNCIAS FOCAIS?

FSC Exercício preparatório para experiências Lei de Hooke e a constante elástica da mola

Física Experimental II (2014.1)

Objetivo: Determinar a eficiência de um transformador didático. 1. Procedimento Experimental e Materiais Utilizados

ESTUDO DAS LENTES I) INTRODUÇÃO

Física Experimental IV

Ótimo site com diversos exemplos de telescópios de reflexão: br/refletores.html. Professor: Emerson Luis

c= m/s Aula 9 Ótica Por Leonardo Alfonso Schmitt.

Leis Físicas da Natureza Erros e Incertezas- Aula prática Profª Eliade Lima

Uma pessoa de visão normal pode enxergar objetos situados desde uma distância média convencional de 25 cm distância mínima convencional de visão

DATA: / / 2014 VALOR: 20,0 pontos NOTA: NOME COMPLETO:

ˆ distinguir lentes convergentes de lentes divergentes; ˆ conhecer o comportamento da luz quando incide em lentes convergentes e divergentes;

BANCO ÓTICO. Manual de Instruções e Guia de Experimentos

LUZ. A luz é uma forma de energia, que tem origem nos corpos luminosos e que se propaga em todas as direções.


CUBA DE ONDAS. Fonte de alimentação com duas saídas (lâmpada e vibrador) e protegidas com fusível e relé.

Unidade IV. Aula 21.2 Conteúdo: Óptica, Ser humano e Saúde. Espelhos esféricos: Estudo analítico das imagens, equação de Gauss e aplicações.

Aulas 23 e 24 Página 91

EXPERIMENTO I MEDIDAS E ERROS

Óptica Geométrica. Construções geométricas em lentes delgadas"

Espelhos esféricos. Calota esférica

1º trabalho de Laboratório Óptica geométrica

BC Fenômenos Mecânicos. Experimento 1 - Roteiro

Construção e Análise de Gráficos. CF Laboratório de Física Básica 1

ESPELHOS E LENTES ESPELHOS PLANOS

Prof.: Raphael Carvalho

Óptica. Aula 3 - Reflexão e Formação de Imagens I.

Física Experimental IV

ROTEIRO PARA RECUPERAÇÃO PARALELA DO 2º TRIMESTRE 1º EM A e B Professor: Armando Física B

figura 1 índice de refração: n 2 = 1,7; adotando que a lente está inicialmente no ar, índice de refração do ar: n 1 = 1.

FÍSICA:TERMODINÂMICA, ONDAS E ÓTICA

Física IV - Laboratório REFLEXÃO E REFRAÇÃO (Parte 2)

Exercícios Dissertativos

Exercício. setor Aula 16. d i d o. = n passa n provém DIOPTRO PLANO. Ar (provém) (passa) Água. do = 4m n passa = 1 4 n provém = 3 di =?

Aluno (a): nº: Turma: Data: / / Matéria: Física

Introdução às Medidas em Física 1 a Aula *

Introdução às Ciências Físicas Módulo 1 Aula 1

Fís. Monitor: Leonardo Veras

Aula IV. Representação gráfica e regressão linear. Prof. Paulo Vitor de Morais

ESPELHOS E LENTES 01/09/16

Física Laboratorial I Ano Lectivo 2002/03 ESTUDO DE LENTES

Ensino Fundamental Série/Ano: 2º Turmas: MC Valor: 20,0 Média: Aluno(a): Nº: Nota:

Definição e elementos. Espelho Esférico é uma calota esférica na qual uma das superfícies é refletora.

BANCO DE QUESTÕES - FÍSICA - 1ª SÉRIE - ENSINO MÉDIO ==============================================================================================

Esquema simplificado do olho humano

Física. Leonardo Gomes (Guilherme Brigagão) 04 e Método Gráfico

Elementos de Óptica ÓPTICA GEOMÉTRICA. Um feixe luminoso como um conjunto de raios perpendiculares à frente de onda.

CONJUNTO COMPACTO DE ÓTICA

O OLHO. Nervo Óptico

O OLHO. Nervo Óptico

Transcrição:

Introdução às Medidas em Física 5 a Aula * http://fge.if.usp.br/~takagui/fap0152_2010/ Marcia Takagui Ed. Ala 1 * Baseada em Suaide/ Munhoz 2006 sala 216 ramal 6811 1

! Instrumental Vimos: Tipos de incerteza Aquela associada à precisão do instrumento utilizado para realizar a medida direta de uma grandeza! Estatística Incerteza associada à flutuação no resultado de uma mesma medida! Sistemática Aquela onde a medida é desviada em uma única direção, tornando os resultados viciados σ tot = σ instr 2 +σ m 2 2

Vimos: Propagação de erros: 2 2 σ G G G A B A σ B σ = + C = A + B, ou C = A B σ = σ + σ 2 2 C A B C = A α. B β σ C C = σ α A A 2 σ + β B B 2 3

Experiência III: Distância Focal de uma Lente! Objetivos: Medidas indiretas Medida da distância focal de uma lente; Análise de dados: Análise estatística; Propagação de Incertezas; Média Ponderada; Análise Gráfica 4

Distância focal de uma lente delgada! Lente delgada é aquela na qual as suas dimensões físicas podem ser desconsideradas durante a análise óptica! Distância focal é a distância da lente ao ponto de convergência (divergência) dos raios luminosos para um objeto a distância infinita da lente distância focal eixo principal Ponto focal Lente 5

Lentes convergentes e divergentes Convergente Divergente 6

Construção da imagem em uma lente! Duas regras básicas Qualquer raio luminoso paralelo ao eixo principal da lente é desviado de tal forma a passar pelo ponto focal da lente Qualquer raio luminoso incidente sobre o centro da lente não sofre desvio. 7

Imagem em lente convergente: objeto além do ponto focal Conforme S (objeto) afasta, I (imagem) diminui e se aproxima de F Imagem é real (cruzamento de raios reais) Imagem é invertida 8

Imagem em lente convergente: objeto aquem do ponto focal Imagem é: virtual (cruzamento de prolongamentos dos raios) direita maior que o objeto aplicação: lupa mais afastada da lente que objeto 9

Imagem em lente divergente Imagem é: virtual direita menor que o objeto mais próxima da lente que objeto 10

Equação de Gauss para uma lente delgada 1 1 1 = + f i o 11

12 Obtenção da Equação de Gauss 1 = = = = f i f f i o i f i f hi ho i o hi ho o i f i f o i 1 1 1 1 1 1 + = = :

Curiosidade: olho humano e visão A imagem formada sobre a retina é real e invertida. Problemas de visão ocorrem quando a imagem não se forma sobre a retina 13

Curiosidade: correção dos problemas de visão (a) hipermetropia: a imagem se forma após a retina; a correção é feita utilizando lentes convergentes. (b) miopia: a imagem se forma antes da retina; a correção é feita utilizando lentes divergentes. 14

Procedimento Experimental! Bancada óptica: Trilho metálico; Fonte luminosa; Lente a ser estudada; Anteparo para projeção da imagem.! Fixo a distância da lente à fonte luminosa (o );! Encontro a distância da lente ao anteparo (i ) tal que a imagem esteja bem focada no anteparo; 15

Contudo! A medida da posição da imagem pode ser feita com precisão comparável com a régua?! Exercício: Com o objeto fixo a uns 10 cm da lente, cada aluno deve medir a posição da imagem 2 vezes alternando com o colega da equipe: qual foi a variação máxima entre as medidas? Como obter a posição da imagem? E a incerteza? Com o objeto fixo a uns 100 cm da lente, repetir o procedimento acima: qual foi a variação máxima entre as medidas? Qual é a posição da imagem e sua incerteza? 16

Atividades! ANOTAR O NÚMERO DA LENTE! Realizar medidas de distância da imagem à lente ( i )para 10 diferentes posições do objeto (o): Variar a distância do objeto até a lente (o) desde ~10-20 cm (depende da lente) até o máximo possível no banco óptico, para ter pontos espaçados. Lembrar que a distância do objeto à lente possui incerteza Avaliar, em cada caso, com critérios bem definidos, qual é a incerteza associada a cada medida de distância da imagem à lente. Justificar o valor adotado para a incerteza em cada caso. Organizar os dados em uma tabela. 17

Sugestão de tabela o ± (cm) i ± (cm) < i > (cm) f (cm)........ ±.. ±........ ±.. ±.... ±.. ± Média ponderada ---> < f > ± 18

Obtenção da distância focal Método 1! Para cada valor de o e respectivo valor de < i >, calcular a distância focal da lente, utilizando a equação de Gauss: 1 1 1 io = + ou f = f i o i + o! Calcular as incertezas das distâncias focais: f σ f = f i σ i + f i o σ o o! Comparar os valores da distância focal obtidos em cada medida. Eles são compatíveis? Você observa alguma tendência dos dados com o aumento ou diminuição de o? Usar critério de compatibilidade de 3σ: Z = y 1 y 2 σ 1 2 +σ 2 2 3 2 2 19

Qual é a distância focal da lente?! A distância focal pode ser obtida através da média das várias medidas efetuadas.! Mas que média? Algumas medidas geraram resultados mais precisos que outras. Devo dar mais importância às medidas que são mais precisas no cálculo da média. Quanto menor a incerteza, maior deve ser o peso da medida no cálculo da média. 20

Média ponderada Para um conjunto de n medidas y i + σ i. y n yi pi i= 1 = e σ y = com p n n i = p i pi i= 1 i= 1 1 1 σ 2 i 21

Atividades! Calcular o valor médio (média ponderada) da distância focal a partir dos valores obtidos nas várias medidas! Comparar esse valor com os valores individuais. Todos os valores individuais são compatíveis com o valor médio obtido? Quais as medidas individuais que possuem maior peso no cálculo da média? 22

Obtenção da distância focal Método 2 1 f = 1 i + 1 o 1 i = 1 f + ( 1) 1 o y = a + (b) x Um gráfico de 1/i (ordenada y) versus 1/o (abcissa x) deverá ser compatível com uma reta cuja intersecção com o eixo-y (x=0) vale 1/f e cuja intersecção com o eixo-x (y=0) também vale 1/f. Então podemos achar dois valores de 1/f e portanto dois valores de f, e o valor médio (média ponderada) será o valor da distância focal medida por este método. 23

Fazendo gráficos! O que é um gráfico? Representação do comportamento de um parâmetro em função de outro! Itens importantes Título Eixos Grandeza, unidade, escala Dados Legenda quando houver mais de 1 gráfico superposto Em alguns casos, ajustes de funções x(cm) 45 40 35 30 25 20 15 10 0,0 5 Posição de um corpo em queda Curva Média x=f(t) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t 24 (s)

Eixos em um gráfico! Deve-se escolher a escala que melhor se adapte ao tamanho do papel utilizado IMPORTANTE: Não use escalas difíceis de se compreender. Sempre utilize escalas múltiplas de 1, 2 ou 5! Gradue os eixos de 1 em 1 cm (ou 2 em 2). Evite escalas muito espaçadas ou muito comprimidas 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t(s) 0 2 4 6 8 10 t(s) 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,54 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,510 t(s) 0 10 20 t(s) PRÓXIMA 25 AFASTADA

Eixos em um gráfico! Desenhe os eixos. Não utilize os eixos e escalas pré-desenhadas no papel! Coloque legendas em cada um dos eixos! NUNCA escreva os valores dos pontos nos eixos nem desenhe traços indicando os pontos 0 1,3 3,1 5,4 8,9 t (s) Não! 26

Representação dos pontos no gráfico! Utilize marcadores visíveis! Represente as barras de incerteza em y e x (quando houver) de forma clara! NUNCA LIGUE OS PONTOS! Conjunto de dados diferentes devem ser representados com símbolos (ou cores) diferentes. Barras de incerteza Marcador Correto Errado 27

Atividades! Calcular 1/i e 1/o com as respectivas incertezas e colocá-los em tabela. Pode adicionar duas colunas à tabela anterior (preferível) ou fazer outra tabela. Neste caso, manter a ordem da tabela anterior.! Fazer o gráfico de 1/i (y) versus 1/o (x) com as respectivas barras de erro se visíveis na escala usada. A origem tem que fazer parte do gráfico.! Traçar a melhor reta pelos pontos experimentais e prolongá-la até encontrar os dois eixos. Determinar as duas intersecções (1/f). Avaliar as incertezas nos valores destas intersecções traçando outras duas retas ainda compatíveis com os limites das barras de erro.! Determinar os valores de f e as incertezas.! Determinar o valor médio (média ponderada) de f.! Comparar com o valor obtido pelo método 1 e analisar a compatibilidade em 3σ. 28

Relatório! DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL! Tabela dos dados primários DISTÂNCIAS O E I COM INCERTEZAS; se vários i s foram medidos, listar todos, bem como o valor médio e sua incerteza. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS adequados. Anotar NÚMERO DA LENTE.! Tabela de 1/o e 1/i com incertezas. Pode estar junto com a tabela anterior (preferível), ou então manter a mesma ordem se em tabela separada.! Tabela dos valores de f obtidos do par (o,i) com incertezas. Pode estar na tabela das medidas de o e i ou em tabela à parte, mas neste caso tem que repetir os valores de o e i.! Gráfico de 1/i versus 1/o, traçado das retas, e determinação das intersecções com os eixos e suas incertezas.! Média ponderada de f pelo método 1, incerteza, e compatibilidade dos valores do método 1.! Valores de f e incertezas pelo método 2, e média ponderada e incerteza. Compatibilidade com o método 1.! Discussão e Conclusão. 29