Um observador se coloca a 5 cm do centro óptico de uma lupa de distância focal de 10 cm. Um objeto de altura de 5 cm é colocado a 3 cm dessa lupa. Determine:
a) a distância da imagem a lupa
b) o tamanho da imagem
c) o aumento linear
Soluções para a tarefa
Resposta:
Lentes esféricas são sistemas ópticos capazes de promover a refração da luz visível. São formadas por meios ópticos homogêneos e transparentes, que também podem ser chamados de dioptros esféricos. Dividem-se em lentes côncavas e convexas, que são, respectivamente, lentes de bordas largas e lentes de bordas finas.
O índice de refração e a geometria das lentes esféricas alteram a direção de propagação dos raios de luz. Dessa forma, elas são capazes de produzir imagens tanto virtuais como reais. Além disso, a capacidade de uma lente defletir os raios de luz é chamada de vergência ou dioptria, propriedade popularmente conhecida como o “grau” da lente.
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Veja também: Quais são os limites da visão humana?
Propriedades das lentes esféricas
As propriedades das lentes esféricas podem variar de acordo com o meio em que elas se encontram. Quando inseridas em um meio cujo índice de refração é menor que o da própria lente, as lentes convexas convergem a luz, enquanto as lentes côncavas divergem a luz, assim como mostra a figura a seguir:
Depois de atravessar a lente convergente, os raios de luz cruzam-se; na lente divergente, separam-se.
Depois de atravessar a lente convergente, os raios de luz cruzam-se; na lente divergente, separam-se.
No meio de cada lente é possível ver traços com setas para dentro e para fora. Esses símbolos são usados para representar as lentes de bordas finas (convexas) e de bordas largas (côncavas). Ao todo, existem três formatos de lentes côncavas e três formatos de lentes convexas. Confira sua nomenclatura:
O primeiro nome da lente é definido pela face de maior curvatura.
O primeiro nome da lente é definido pela face de maior curvatura.
O formato das lentes interfere em sua capacidade de desviar a trajetória da luz. Esse comportamento das lentes é explicado pela equação de Halley, que será mostrada mais adiante neste texto.
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)
Para que servem as lentes esféricas?
As lentes esféricas são utilizadas para correção de problemas da visão, como a miopia, astigmatismo, hipermetropia etc. Além disso, são indispensáveis para o funcionamento de diversos instrumentos ópticos, como microscópios, telescópios, lunetas, binóculos, lupas, entre outros.
Lentes esféricas são usadas em instrumentos ópticos e também para corrigir problemas de visão.
Lentes esféricas são usadas em instrumentos ópticos e também para corrigir problemas de visão.
Elementos geométricos das lentes esféricas
Toda lente esférica, seja ela côncava, seja convexa, apresenta elementos geométricos em comum, sendo eles:
centro óptico (O);
foco principal objeto e foco principal imagem (F e F');
foco antiprincipal objeto e foco antiprincipal imagem, também conhecidos como centros de curvatura no caso dos espelhos esféricos (A e A' ou C e C').
A figura a seguir mostra onde ficam os elementos geométricos de uma lente esférica qualquer, observe:
Com base na imagem acima, dizemos que a distância entre o centro óptico da lente e o foco principal objeto é chamada de distância focal (f); do mesmo modo, a distância entre o centro óptico e o foco antiprincipal objeto é chamado de raio de curvatura.
Na figura acima, também é possível observar uma linha horizontal que separa a lente em duas partes. Essa linha é chamada de eixo de simetria e é a partir dela que é construído o referencial de Gauss, usado para definir a convenção de sinais das lentes esféricas. De acordo com o referencial de Gauss:
qualquer ponto ou elemento que esteja localizado acima do eixo de simetria possui sinal positivo;
qualquer ponto ou elemento localizado abaixo do eixo de simetria possui sinal negativo;
qualquer ponto ou elemento localizado à direita do centro óptico da lente possui sinal positivo;
qualquer ponto ou elemento localizado à esquerda do centro óptico da lente possui sinal negativo.
Alternativa b TAMANHO DA IMAGEM