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Instrumentos ópticos
O olho
• A luz entra no olho através duma abertura variável – pupila.
• A córnea e o cristalino juntos focam a imagem sobre a retina,que contém cerca de cem milhõesde sensores de luz (os bastonetese os cones)ë
• As cerca de um milhão de fibrasdo nervo óptico conduzem depoisa informação até ao cérebro onde éprocessada.
• O ponto mais próximo para o qual o cristalino pode focar a imagem sobre a retina é chamado ponto próximo. Aos 10 anos este pode ser cerca de 7cm,enquanto que aos 60 anos pode ser maior que 200 cm devido à perda deflexibilidade do cristalino.
• O valor padrão tomado para o ponto próximo é 25 cm.
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Instrumentos ópticos (2) ëHipermetropia
A imagem de um ponto próximo éfocalizada atrás da retina ...
A hipermetropia é corrigida atravésde uma lente convergente
Miopia
A imagem de objectos distantes éfocalizada à frente da retina.
A miopia é corrigida com uma lente divergente.
O astigmatismo é causado pelo facto da córnea não ser esférica, sendo corrigido por óculos com lentes com componente(s) não esféricas mas cilíndrica(s)ë
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Instrumentos ópticos (3) ë
Finalidade de qualquer instrumento óptico - obter imagens
intermédias dos objectos a observar, de modo que as imagens finais
formadas na retina sejam mais nítidas do que as que aí se formam
quando se observam os próprios objectos à vista desarmada.
ε = ângulo segundo o qual é visto o objecto.
• As dimensões de cada imagem formada na retina de um observador,
dependem apenas do diâmetro aparente do correspondente objecto.
εtgd
y
=
O diâmetro aparente de umobjecto de dimensão linear y colocado à distância d doolho do observador O é:
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Instrumentos ópticos (4) ëÉ difícil observar os pormenores de um objecto cujo diâmetro aparente, y/d, seja muito
pequeno. Duas razões (independentes) para tal:
- o objecto é muito pequeno, isto é, y é muito pequeno ou
- o objecto está muito afastado do observador, i.e., d tem um valor muito elevado.
A função dos instrumentos ópticos é formar uma imagem intermédia com diâmetro aparente maior do que o do objecto. Será então esta imagem intermédia que iráfuncionar como objecto para o olho.
No caso dos instrumentos microscópicos – a lupa e o microscópio – usados para observar objectos muito pequenos, este objectivo é atingido através da formação de uma imagem de dimensão y' maior que a do objecto. Todos os instrumentos microscópicos dão do objecto uma imagem maior que ele.
Os instrumentos telescópicos – a luneta ou o telescópio – ssão usados para observar objectos distantes que não podem ser aproximados do olho, formam imagens intermédias mais próximas do observador. Diminuindo assim d, possibilitam ao olho a observação de um objecto com maior diâmetro aparente.
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Instrumentos ópticos (5) ëA Lupa é uma lente convergente colocada próximo do olho com o objecto
colocado entre a lente o foco.
A lupa deve formar a imagem virtual no ponto próximo do olho.
::
;;Cuidado: a
lente representada
nos esquemas não parece nada
convergente... Mas devia !
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Instrumentos ópticos (6) ëO microscópio Consiste em duas lentes convergentes. A lente mais próximado objecto é a objectiva e forma uma imagem real do objecto. Essa imagem éaumentada e invertida pela lente mais próxima do olho, a ocular.
Posição da ocular ∴∴ imagem da objectiva cai sobre o seu primeiro foco.
Luz de cada ponto do objecto emerge da ocular como feixe paralelo.
A distância entre o segundo foco da objectiva e o primeiro foco daocular é o “comprimento do tubo”, L, ou intervalo óptico.
Objectiva Ocular
'o
o
prox
l
l
prox
o l
o l
y Lm
y f
xM
f
xLM m M
f f
= = −
== = −
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Instrumentos ópticos (7) ëO telescópio forma uma imagem real do objecto situada muito mais próxima que o próprio objecto.
Consiste em duas lentes convergentes
– objectiva: forma uma imagem real, invertida
– ocular: lupa que amplifica aquela imagem.
Como o objecto está muito afastado, a sua imagem encontra-se no plano focal da objectiva, fo.
Objectiva Ocular
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