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Lentes esféricas
Giovanni Ávila
Física
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Introdução
• Princípios de propagação da luz– Propagação retilínea– Independência dos raios– Reversibilidade
• Fenômenos ópticos– Reflexão– Refração– Absorção
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Introdução
• Raios particulares– Todo raio que incide paralelo ao eixo principal
reflete numa direção que passa pelo foco.– O raio que incide na direção do foco é
refletido paralelamente ao eixo principal.– O raio que incide no vértice reflete para o
outro lado com ângulo igual ao de incidência.– Um raio que incide na direção do centro de
curvatura reflete-se sobre si mesmo.
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Lentes esféricas
• Função: refratar a luz de forma a formar imagens dos objetos.
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Meio com índice de refração menor que a lente
• Raios de luz se afastam da normal
• Bordas finas: convergentes
• Bordas largas: divergentes
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Meio com índice de refração maior que a lente
• Raios de luz se aproximam da normal
• Bordas finas: divergentes• Bordas largas: convergentes (ocorre inversão)
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Resumo
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Caso particular
• Se o meio e a lente apresentam o mesmo índice de refração e ambos são transparentes, não ocorre refração (não existe mudança na velocidade da luz) e portanto não é possível distinguir a lente do meio em que foi colocada.
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Aspectos que serão considerados
• Índice de refração da lente maior que do meio.• Lentes delgadas com os raios refratando
apenas uma vez.• A luz que chega é monocromática.• A luz incide apenas na região central das lentes
(pequenos ângulos com o eixo central).• Objetos sempre reais (oposto da lente em
relação ao observador).
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Representação (não usaremos)
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Elementos principais de uma lente
• Dois focos equidistantes. (F1 do lado que a luz incide).
• O centro óptico (O).• A distância focal (f).• O eixo principal.• Os focos e a distância focal independem da região em
que a luz incide sobre ele.
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Elementos principais de uma lente
• Lentes convergentes: focos reais
• Lentes divergentes: focos virtuais
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Raios notáveis
• Lente convergente (2F=antiprincipal)
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Lente divergente
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Raios notáveis
• Na lente divergente, não é conveniente traçar o raio incidente passando pelo foco 1, pois ele não é um raio notável.
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Determinação gráfica da imagem
• Lente divergente: forma um único tipo de imagem.
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Lente divergente: resumo
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Lente divergente
• Se o objeto se aproxima ou se afasta, a imagem também se aproxima ou se afasta.
• Objeto no infinito: imagem no foco.
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Lente convergente
• Diversos tipos de imagem: depende da posição do objeto em relação ao foco e ao ponto antiprincipal.
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Objeto entre o infinito e o foco
• A medida que o objeto se afasta, sua imagem se aproxima.
• Imagem será sempre virtual e invertida.
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Objeto entre o foco e centro óptico
• Virtual, direta, sem inversão lateral e de profundidade, maior e mais distante da lente.
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Comparação entre espelhos e lentes
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Determinação analítica da imagem
• As relações são as mesmas utilizadas para os espelhos.
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Determinação analítica da imagem
• A>1: ampliação da imagem e mais longe da lente que o objeto.
• A=1: imagem do mesmo tamanho e mesma distância
• A<1: imagem menor e mais próxima da lente.• Do >0• Lente convergente: f>0• Lente divergente: f<0• Imagem real: Di>0• Imagem virtual: Di<0
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Vergência ou grau de uma lente
• Determinada pelo tipo de lente e por sua capacidade de ampliar ou reduzir a imagem de um objeto.
• Unidade: dioptria (di) (m-1) (vulgarmente chamada de grau da lente)
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Equação dos fabricantes de lentes
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