Lentes – Construção Geométrica de Imagens Show Definição de lente  Uma lente é um dispositivo feito de material homogêneo e transparente no qual uma das superfíciesé plana e a outra esférica ou as duas superfícies são esféricas. Esse sistema óptico é constituído portrês meios homogêneos e transparentes, cujas superfícies (plana ou esférica) que os separam são denominadas faces. Lentes delgadas Serão chamadas lentes delgadas quando sua espessura for desprezível em relação ao seu raio de curvatura que é o raio da(s) circunferências que as geraram. As lentes biconvexas e bicôncavas podem ser simétricas se seus raios de curvaturas forem iguais e assimétricas se eles forem diferentes. Como normalmente temos lentes de vidro imersas no ar, então, neste caso, as lentes de bordas (extremidades) finas são lentes convergentes e lentes de extremidades grossas são lentes divergentes. Mas, dependendo do índice de refração da lente e do meio você pode ter o comportamento óptico indicado nas figuras acima. Representação esquemática de lentes delgadas Muitas vezes costumamos representar lente delgada (espessura desprezível quando comparada com seu raio de curvatura) pelas figuras ao lado. Elementos de uma lente esférica Eixo principaldefinido pela união dosdois pontos C1 e C2de uma reta que contêm os centros de curvatura dos dioptros (faces) da lente, que são os supostos esféricos. ou, se uma das faces for plana o eixo principal deve ser perpendicular à superfície da lente. Centro óptico de uma lente esférica O centro óptico O de uma lente esférica delgada é definido como sendo o ponto onde o eixo principal (ep)corta a lente (convergente ou divergente). É sempre válida a seguinte propriedade: Todo raio de luz que passa pela lente pelo seu centro óptico (O) não sofre desvio. Foco principal objeto fo Por ele (fo) passam os raios incidentes na lente convergente (figura 1) ou seus prolongamentos na lente divergente (figura 2). Foco principal imagem fi Por ele (fi) passam os raios que emergem na lente convergente quando nela os raios incidem paralelamente ao eixo principal (figura 1) e por ele passam os prolongamentos dos raios emergentes quando na lente divergente incide um feixe de raios paralelos. (figura 2). Distância focal (f) da lente A distância focal (f) da lente corresponde à distância de fo a O ou de fi a O, para as duas lentes (convergentes e divergentes). Ponto antiprincipal objeto Ao e imagem Ai Os pontos antiprincipal objeto Ao e imagem Ai são aquelescuja distância ao centro óptico O da lente é o dobro da distância focal. Raios notáveis A posição e o tamanho das imagens formadas pelos espelhos esféricos podem ser determinados a partir do comportamento dos raios que saem do objeto e incidem noespelho e nos fornecem as características da imagem formada. São eles: Todo raio de luz que incide na lente passando pelo foco objeto emerge paralelamente ao eixoprincipal (lente convergente) e todo raio de luz que incide na lente de modo que seu prolongamento passe pelo foco objeto emerge paralelamente ao eixo principal (lente divergente). Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal é refratado passando (ou seu prolongamento) pelo foco imagem (fi). Todo raio de luz que incide passando pelo centro óptico da lentenão sofre desvio ao se refratar. Todo raio de luz que incide na lente passando pelo ponto antiprincipal (objeto ou imagem) se refrata passando pelo ponto antiprincipal (imagem ou objeto). Construção geométrica de imagens Lente convergente Temos cinco casos: Em cada um desses 5 casos a seguir, cada um dos infinitos raios de luz que saem de cada um dos infinitos pontos do objetochega até a lente e são refratados convergindo para os mesmos infinitos pontos da imagem, formando-a, como pixels. Um observador ao receber esses raios que saem da imagem tem a impressão de que eles estão partindo do local onde ela é formada, como você pode observar na figura 1o caso:Objeto O antes de Ao Características da imagem i: Natureza Localização Tamanho e orientação Utilidades caso onde a imagem formada no filme (ou censor na máquina digital) é real, invertida e menor. O globo ocular funciona também de modo semelhante, pois seus vários componentes transparentes funcionam como uma lente convergente formando na retina uma imagem real, menor e invertida. 2o caso: Objeto O sobre Ao (centro de curvatura). Características da imagem i: Natureza Localização Tamanho e orientação Utilidade:
Xérox 3o caso: Objeto O entre Ao e fo Natureza
Localização Tamanho e orientação Utilidades 4o caso: Objeto O sobre o foco fo Neste caso dizemos que a imagem é imprópria (está no infinito). Aplicação geração de feixes de raios paralelos, microscópios, etc. 5o caso: Objeto O entre fo e O Natureza
Localização Tamanho e orientação
Utilidade Lente divergente Neste caso, independente da posição do objeto O, a imagem i terá sempre as seguintes características: Natureza Localização Tamanho e orientação Utilidades Para qualquer posição do objeto a imagem será sempre virtual, direita e menor, mas estará sempre entre fi e 0. O que você deve saber, informações e dicas Você deve conhecer os tipos de raios notáveis, e todos os casos dos tipos de imagens formadas para cada posição do objeto nas lentes convergentes e divergentes. Toda imagem virtual é direita e toda imagem real é invertida. Toda imagem real pode ser projetada numa tela, anteparo ou parede. Entre o objeto e a imagem, o elemento que se encontra mais afastado da lente tem maior tamanho. Guarde apenas que a imagem fornecida por uma lente divergente é sempre virtual, direita e menor que o objeto. Para qualquer outro tipo de imagem, a lente é convergente. Não é possível queimar papel com uma lente divergente, somente com lente convergente , pois os raios efetivos de luz (não seus prolongamentos) provenientes do sol devem convergir para o papel, tendo intensidade máxima no foco. Se uma lente quebrar, cada caco funciona como uma lente semelhante à inteira, com a mesma distância focal, pois os raios de curvatura de cada face permanecem os mesmos e fornecem imagem com as mesmas características da inteira, apenas com menor brilho, pois a quantidade dos raios de luz recebidos é menor.
Lentes de bordas (extremidades) delgadas (finas)
Lentes de bordas (extremidades) espessas (grossas)
Um eixo secundário de uma lente é toda reta que contém o centro ótico (0), inclinada em relação ao plano da lente. Assim, quando um feixe de raios paralelos incide numa lente convergente, paralelamente a um de seus eixos secundários, se refrata convergindo em um ponto Fi’ que pertence ao plano focal secundário imagem dessa lente. O mesmo ocorre com lente divergente. Para determinar a imagem A’B’C’ de um corpo extenso ABC você deve localizar a imagem de cada ponto e depois uni-las. Veja o exemplo da figura acima. Dados um objeto AB, sua imagem A’B’ e o eixo principal (ep) de uma lente, localizar a lente, seu foco f, seu ponto anti-principal (A) e esquematizar dois raios de luz que determinam a imagem Etapas: 1a
2a–
óptico 0 da lente e, consequentemente a mesma. 3a–
refração na lente, divergindo, de modo que seu prolongamento passe por A’ e intercepte o ep no foco Fi. 4a
Lembre-se de que fo e Ao são simétricos a fi e Ai e estão do outro lado da lente. Exemplo: 1a 2a 3a 4a raios de luz 1 e 2 que determinam a imagem. Confira os exercícios com resolução comentadaComo é a imagem formada por uma lente convergente?Imagens das lentes convergentes
Quando o objeto (representado em azul) é posicionado antes do ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem (representada em vermelho) real, invertida e menor que o objeto.
Como é a imagem de uma lente divergente?Como é a imagem de uma lente divergente? Em todos os casos, a imagem de uma lente divergente é sempre virtual, direita e menor que o objeto. Ou seja, a imagem será virtual porque é formada pelo prolongamento dos raios incidentes. Além disso, ela é direita porque possui a mesma orientação do objeto.
Como são as imagens formadas por lentes convergentes é lentes divergentes?As lentes convergentes podem convergir os raios de luz, ou seja, focar a luz em um ponto específico. Há três tipos delas: as lentes biconvexas, as plano-convexas e as côncavo-convexas. Já as lentes divergentes podem divergir os raios, ou seja, em vez de os aproximar, elas os espalham.
Qual a característica de uma lente convergente?As lentes convergentes, também conhecidas como lentes convexas, são lentes que possuem pelo menos uma das extremidades com uma curvatura para o lado externo. Por possuir uma curvatura para o exterior, as lentes convergentes possuem uma espessura maior no centro, e uma espessura menor nas bordas.
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Como é a imagem de uma lente convergente?
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