Lentes e Espelhos Côncavos

Lentes e Espelhos Côncavos

1. Raios Notáveis: são aqueles em que nós conhecemos os seus comportamentos de reflexão. Temos então quatro raios incidentes que conhecemos o comportamento

   • 1º Todo o raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal é refletido na direção do foco do espelho.
   • 2º Todo o raio de luz que incide na direção do foco é refletido paralelamente ao eixo principal.
   • 3º Todo o raio de luz que incide na direção do centro de curvatura é refletido na mesma direção.
   • 4º Todo o raio de luz que incide no vértice do espelho é refletido simetricamente em relação ao eixo principal.

2. Lentes: é um sistema óptico transparente que possui duas superfícies, sendo uma delas, pelo menos, curva, quase esférica. Costuma-se utilizá-la para alterar as dimensões aparentes de um objeto. Lupas, óculos e lentes de contato são exemplos de lentes. Telescópios e microscópios são instrumentos que utilizam lentes.

   • Lentes convergentes: é aquela que concentra o feixe de luz. Na lente convergente o foco é real, ou seja, pré formado diretamente pelos raios de luz que atravessam a lente.
     • Imagens de 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. (Ex.: Máquina fotográfica e olho humano.)
       • Quando o objeto (representado em azul) é posicionado sobre o ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem (representada em vermelho) real, invertida e igual ao objeto. (Ex.: Máquinas de fotocópia.)
       • Quando o objeto (representado em azul) é posicionado entre o ponto antiprincipal e o foco da lente, a imagem formada (representada em vermelho) é real, invertida e maior que o objeto. (Ex: Projetores.)
       • Quando o objeto (representado em azul) é posicionado sobre o foco da lente, não é formada uma imagem, pois os raios refratados são paralelos e nunca se cruzam para formar uma imagem do objeto.
       • Quando o objeto (representado em azul) é posicionado entre o foco e o centro óptico da lente, sua imagem (representada em vermelho) é virtual, direita e maior que objeto. (Ex.: Lupas.)
   • Lentes divergentes: é aquela que dispersa os raios incidentes. As lentes divergentes funcionam de forma semelhante aos espelhos convexos.
     • Existem três tipos de lentes divergentes: bicôncava, plano-côncava e convexo-côncava.
     • Imagem da lente divergente
       • As lentes divergentes são capazes de formar apenas um tipo de imagem, pois, qualquer que seja a posição de um corpo (representado em azul) diante de uma lente divergente, sua imagem (representada em vermelho) é virtual, direita e menor. Lentes desse tipo são utilizadas para a correção da miopia.
   • Fórmula
     • Equação dos fabricantes de lentes
       • f – distância focal da lente, nlente e nmeio – índices de refração da lente e do meio, R1 e R2 – raios das faces da lente
     • Equação do aumento linear transversal
       • A - aumento linear transversal i - tamanho da imagem o - tamanho do objeto f - distância focal
     • Calcular a vergência ou o grau das lentes esféricas
       • C – vergência, f – distância focal;

3. Espelho esférico é toda e qualquer superfície espelhada (refletora), na forma de uma calota esférica. O espelho esférico pode ser côncavo ou convexo, dependendo da face onde se encontra a superfície refletora.

   • Espelho Côncavo Para a formação de imagens no espelho côncavo existe uma dependência da posição do objeto sobre o eixo principal.
     • Se a imagem pertencer ao mesmo semiplano do objeto, essa imagem é direita. Se isso não acontecer, a imagem é invertida em relação ao objeto.
     • A imagem será real se for formada pelos raios refletidos e será virtual se for formada pelo prolongamento desses raios refletidos.
     • Objeto real antes do centro de curvatura: A imagem formada é real, invertida e menor que o objeto.
     • Objeto real no centro de curvatura: A imagem formada é real, invertida e do mesmo tamanho do objeto.
     • Objeto real entre o centro de curvatura e o foco: A imagem formada é real, invertida e maior que o objeto.
     • Objeto real no foco: A imagem é imprópria, ou seja, localizada no infinito.
     • Objeto real entre o foco e o vértice: A imagem é virtual (atrás do espelho), direita e maior que o objeto.
     • Fórmulas
       • Distância focal e raio de curvatura
         • f - distância focal R - raio de curvatura
       • Equação dos pontos conjugados ou Equação de Gauss
         • f - distância focal, p - posição do objeto, p' - posição da imagem
   • Sinais positivo e negativo
     • Espelhos convexos, que apresentam foco virtual, apresentam foco negativo, enquanto os espelhos côncavos, cujos focos são reais, apresentam foco positivo. Além disso, é importante que se defina um referencial para a utilização de sinais algébricos, para tanto, utiliza-se o referencial de Gauss. De acordo com o referencial de Gauss:
       • Qualquer objeto ou imagem que se encontra à frente da superfície refletora do espelho deverá receber sinal positivo.
       • Qualquer objeto ou imagem que se encontra atrás da superfície refletora do espelho deverá receber sinal negativo.
       • Qualquer objeto ou imagem que tenha orientação vertical para cima deverá receber sinal positivo.
       • Qualquer objeto ou imagem que tenha orientação vertical para baixo deverá receber sinal negativo.

Bilder und Dateien der Mindmap