aula-de-lentes

FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
Lentes Esféricas
Chamamos
de
lente
esférica,
a
associação de dois dioptros, sendo um
necessariamente esférico e o outro plano ou
esférico. Sendo transparentes, quando as
superfícies são atravessadas pela luz, nota-se a
predominância do fenômeno da refração em
relação ao da reflexão.(1)
LENTES ESFÉRICAS
Borda Fina
 O meio intermediário constitui a lente
propriamente dita, sendo geralmente
o vidro ou o plástico.
• LENTES CONVERGENTES ----> Apresentam as
extremidades mais
central.(convexa)
finas
do
que
a
parte
• LENTES DIVERGENTES ------> Apresentam as
extremidades mais espessas do que a parte central.
(côncava)
Borda Grossa
LENTES CONVERGENTES
• Apresentam as extremidades mais finas
do que a parte central.
• Transformam um feixe paralelo em um
feixe convergente.
F
BICONVEXA
PLANO-CONVEXA CÔNCAVA-CONVEXA
f(+)
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Lentes Esféricas
Elementos das Lentes Esféricas
A
F
2
A
Eixo
Principal
Fi
O
Fo
A
Centro óptico (O) ou vértice: Cruzamento do eixo principal com a lente.
Ponto Anti-principal (A). Fi Foco imagem rel Fo foco objeto real F):
Distância focal, definida pelo ponto médio entre A e O.
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Lentes Esféricas
A
F
LENTE CONVERGENTE
O
F
A
LENTES DIVERGENTES
• Apresentam
as
extremidades
espessas do que a parte central.
mais
• Transformam um feixe paralelo em um
feixe divergente.
BICÔNCAVA
PLANO-CÔNCAVA CONVEXA-CÔNCAVA
f(-)
• ELEMENTOS DAS LENTES DIVERGENTES
Centro Óptico
E.P.
C2
C1
O
R
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Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
A
F
LENTE DIVERGENTE
O
F
A
RAIOS NOTAVEIS
•LENTES CONVERGENTES
1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao
eixo principal refrata-se passando pelo FOCO.
E.P.
FOCO
É o encontro dos
raios refratados.
RAIOS NOTAVEIS
•LENTES DIVERGENTES
1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao
eixo principal refrata-se com o prolongamento
passando pelo FOCO.
E.P.
FOCO
O
É o encontro dos prolongamentos
dos raios refratados.
•PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES
2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa
pelo FOCO refrata-se paralelamente ao eixo
principal.
E.P.
F
•PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES
2ª ) Todo raio luminoso incidente que tem a
direção do FOCO refrata-se paralelamente ao
eixo principal.
E.P.
O
F
•PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES
3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa
pelo CENTRO óptico não sofre desvio.
E.P.
O
•PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES
3ª ) Todo raio luminoso incidente
CENTRO óptico não sofre desvio.
E.P.
O
no
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Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
Raios Notáveis
A
F
O
F
A
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
Raios Notáveis
A
F
O
F
A
CONVEXA
CONVERGENTE
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Lentes Esféricas
Formação de Imagens
A
F
CASO I
O
F’
A’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem: Real, Invertida e Menor
Câmera Fotográfica, Olho.
CONVEXA
CONVERGENTE
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Lentes Esféricas
CASO II
A
F
O
F’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem: Real, Invertida e Igual
Copiadora
CONVEXA
CONVERGENTE
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Lentes Esféricas
CASO III
A
F
O
F’
A’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem: Real, Invertida e Maior
Projetor de Slides
CONVEXA
CONVERGENTE
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CASO VI
A
F
O
F’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem Imprópria
A’
CONVEXA
CONVERGENTE
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CASO V
A
F
O
F’
A’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem: Virtual, Direita e Maior
Lupa, Correção de Hipermetropia e Presbiopia
CONCAVA
DIVERGENTE
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Formação de Imagens
A
F
O
F
A
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Imagem: Virtual, Direita e Menor
Correção de Miopia
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
• LENTES DIVERGENTES
Caso Único
Imagem:
Virtual
Direta
Menor
Objeto
2F1
O
F2
F1
Exemplo:
 Imagem VIRTUAL é o encontro dos
prolongamentos dos raios REFRATADOS.
Olho Mágico
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
• LENTES DIVERGENTES
Caso Único
Imagem:
Virtual
Direta
Menor
Objeto
2F1
O
F2
F1
Quanto mais afastar o objeto da lente, mais a imagem
diminui em relação a ela mesma até ela tornar-se um
ponto no foco.
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
p
Estudo Analítico
o
A
F
O
F’
A’
i
p’
Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons AttributionShare Alike 3.0 Unported.
Equação de Gauss:
1 1 1
 
f
p p'
Aumento Linear:
i
A
o
 p'
A
p
i  p'

o
p
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
p = posição do objeto (distância deste até a lente).
p’ = posição da imagem.
p’>0  Imagem Real
p’<0  Imagem Virtual
o = altura do objeto.
i = altura da imagem.
i > 0  Imagem Direita.
i < 0  Imagem Invertida.
f = Foco (distância focal)
f > 0  Lente Convergente.
f < 0  Lente Divergente.
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
Vergência (V)
Também chamada de Convergência ou Grau da lente.
1
V
f
V  Medida em m-1 ou di (dioptria).
Popularmente chamada de “grau”.
Medido em metro (m)
Equação de Halley
(Fabricantes de Lentes).
R1
R2
R>0  Face convexa
R<0  Face côncava
 nlente   1
1 
V  
 1.  
 nmeio   R1 R2 
V>0  Lente convergente
V<0  Lente Divergente
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
Estrutura
do Globo
Ocular
Eixo óptico
Ponto cego
Imagem: Rhcastilhos / Domínio Público.
•O OLHO HUMANO
íris
músculo
retina
córnea
humor aquoso
humor vítreo
Humor
nervo óptico
pupila
cristalino
esclerótica
O cristalino
éo
uma
lenteaquoso,
cuja distância
focal pode
ser alterada
córnea,
humor
cristalino
o humor
AAPupila
é comandada
por um omúsculo
quee regula
seu
pela
ação
do
músculo
ciliar.
Ao
se
contrair
o
músculo
altera
a
No
centro
da
íris
há
uma
abertura
(a
Pupila)
que
aumenta
Aluz
luzpenetra
passa
em
seguida
por
uma
lente
(o
O
nervo
óptico
um
deconvergente
sinais
nervosos,
são
meios
transparentes
de
diferentes
índices
de
Avítreo
diâmetro,
permitindo-o
no ,mediante
olho
através
variar
decódigo
de
um
cerca
diafragma
de
2a
9(amm,
íris);
curvatura
da superfície
do
cristalino.
mecanismo
permite a
ou
diminui
de
diâmetro
aEsse
intensidade
cristalino)
e atinge
uma
membrana
sensível
(aluminosa.
transmite
ao
cérebro
a conforme
imagem
formada
sobre
aretina).
retina.
refração.
conforme
a intensidade
de
luz
incidente.
formação de imagens nítidas sobre a retina.
1o)
Caso
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Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
Defeitos da
Visão
Imagem: 8thstar / GNU Free Documentation License
•FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO HUMANO
RETINA
CRISTALINO
Como uma lente
biconvexa no
globo ocular.
(C
)
NERVO ÓTICO
Leva as sensações
luminosas ao
cérebro.
Funciona como
um anteparo
sensível à luz,
recebendo as
sensações
luminosas.
OLHO NORMAL
I
 Formação da imagem no Olho Humano
(C
)
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Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
Imagens da direita para esquerda: (a). Rhcastilhos /
Domínio público (b) Urinbecken / GNU Free
Documentation License
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
 Características
Olho Apertado;
Imagem forma-se antes da retina;
Problema no ponto remoto;
Não enxerga de longe.
 Correção
Lentes Divergentes (-f , -V)
Imagem: CryptWizard / Creative Commons ShareAlike 1.0.
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Lentes Esféricas
Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.
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Lentes Esféricas
Imagens da direita para esquerda: (a). Rhcastilhos / Domínio público (b) Urinbecken / CNU Free Documentation License
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Lentes Esféricas
 Características
Imagem forma-se depois da retina;
Problema no ponto próximo;
Não enxerga de perto.
 Correção
Lentes Convergentes (+f , +V)
Imagem: Eugene Zelenko / Creative Commons ShareAlike 1.0
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Lentes Esféricas
Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.
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Lentes Esféricas
 Características
Problema na superfície da córnea.
 Correção
Lentes Cilíndricas (±f , ±V)
Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.
3Normal
di21 di
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Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
 Características
“Vista Cansada”;
Problema nos músculos ciliares.
 Correção
Lentes Convergentes (+f , +V)
Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.
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Lentes Esféricas
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Lentes Esféricas
Lente
esférica
Lente
cilíndrica
Eixo
-0,50oftalmologista
-2,00preencheu140°
José fez exame de OD
vista, e o médico
a receita ao lado.
Para longe
Pela receita, conclui-se que oOE
olho:
-0,75
Para perto
OD
2,00
Lente
-2,00
esférica
OD
-0,50
OEPara
1,00
longe
OE
-0,75
Para
OD
2,00
a) Direito apresenta miopia, astigmatismo
eOE
“vista cansada”.
perto
1,00
a)b)
Direito
apresenta
miopia,
e “vista cansada”.
Direito
apresenta
apenasastigmatismo
miopia e astigmatismo.
b)c)Direito
e astigmatismo.
Direitoapresenta
apresentaapenas
apenasmiopia
astigmatismo
e “vista cansada”.
c)d)
Direito
apresenta
apenas
astigmatismo
e “vista cansada”.
Esquerdo
apresenta
apenas
hipermetropia.
d)e)Esquerdo
Esquerdoapresenta
apresentaapenas
apenashipermetropia.
“vista cansada”.
e) Esquerdo apresenta apenas “vista cansada”.
Lente
140°
cilíndrica
Eixo
-2,00
140°
-2,00
140°
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
FÍSICA, 2º
Lentes Esféricas
EXPERIMENTO COM O OLHO DO BOI
Divida a sala em grupos de 5 a 6 alunos, e peça-os que com luvas e
bisturis abram o olho do boi e encontrem a lente esférica, bem como
analise as partes do globo ocular.