LENTES ESFÉRICAS
As lentes são meios transparentes, limitados por duas superfícies esféricas ou uma plana e a outra esférica.
São dispositivos ópticos de maior aplicação prática: desde seu uso para a compensação dos defeitos visuais até as aplicações em instrumentos ópticos com máquinas fotográficas, microscópios, lunetas, instrumentos de projeção, entre outros.
CLASSIFICAÇÃO DAS LENTES
Lentes Convexas
Lentes que apresentam a parte central mais espessa que os extremos. São também chamadas de lentes de bordas finas.
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côncavo-convexa | biconvexa | plano-convexa |
Rcôncavo > Rconvexo |
| Rplano > Rconvexo |
Lentes Côncavas
lentes que apresentam os extremos mais espessos que a parte central. Chamadas também de lentes de bordas espessas.
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Convexo-côncava | bicôncava | plano-côncava |
Rconvexa > Rcôncava |
| Rplana > Rcôncava |
A nomenclatura das lentes é feita de modo que sejam indicados os dioptros associado. É convencionado citar primeiro o nome do dioptro de maior raio de curvatura. Observa-se que as lentes que terminam com a palavra convexa possuem bordas finas e as que terminam com côncava, possuem bordas grossas.
COMPORTAMENTO ÓPTICO
O comportamento óptico de uma lente depende do meio em que ela esteja imersa. Se o índice de refração absoluto da lente (nlente), for maior que o índice de refração absoluto do meio (nmeio), as lentes convexas são convergentes e as lentes côncavas são divergentes. Em caso contrário, o comportamento óptico se inverte.
Se nlente > nmeio bordas finas ® lentes convergentes
Se nlente > nmeio bordas espessas ® lentes divergentes
Se nlente < nmeio bordas finas ® lentes divergentes
Se nlente < nmeio bordas espessas ® lentes convergentes
ELEMENTOS DE UMA LENTE
CENTRO ÓPTICO
O centro óptico de uma lente (O) é um ponto de uma lente onde raios que ali incidem não são desviados.
O = centro óptico da lente delgada
EIXO PRINCIPAL
É uma reta que contém os centros de curvatura dos dioptros da lente. Caso um dioptro seja plano, o eixo principal será perpendicular à este plano.
Observa-se que qualquer outra reta que passar pelo centro óptico da lente é denominada eixo secundário.
FOCOS DE UMA LENTE
Cada lente possui dois focos principais: o foco principal objeto e o foco principal imagem, ambos localizados sobre o eixo principal.
FOCO OBJETO
É a posição em que se deve colocar um objeto, para obter uma imagem imprópria.
Lente Convergente
Lente Divergente
FOCO IMAGEM
É a posição em que se forma a imagem numa lente de um objeto impróprio.
Lente Convergente
Lente Divergente
PONTOS ANTIPRINCIPAIS
A uma distância igual ao dobro da distância focal do eixo óptico da lente, sobre o eixo principal, encontram-se dois pontos notáveis de uma lente esférica: são os pontos antiprincipais.
RAIOS NOTÁVEIS
# Todo raio que incide no centro óptico não sofre desvio ao ser refratado.
# Todo raio de luz incidente paralelo ao eixo principal é refratado, passando (ou seu prolongamento) pelo foco imagem (Fi).
CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS
Um objeto extenso, luminoso ou iluminado, é colocado perpendicularmente ao eixo principal de uma lente esférica.
Para determinar a imagem desse corpo extenso, devemos encontrar a imagem do ponto A e a do ponto B. Para determinarmos a imagem do ponto A, utilizamos duas das propriedades apresentadas no item anterior. Já a imagem do ponto B, que está situada no eixo principal, pode ser determinada por uma perpendicular ao eixo principal que passa pela imagem do ponto A, uma vez que o objeto foi colocado perpendicularmente sobre o eixo principal.
Assim, considerando apenas objetos reais:
Lentes Convergentes
# Objeto real colocado antes do ponto antiprincipal objeto.
A imagem é menor, real e invertida.
Exemplo:
Máquinas fotográficas
# Objeto real colocado no ponto antiprincipal objeto.
A imagem é igual, real e invertida.
Exemplo:
Máquina copiadora (xerox).
# Objeto real colocado entre o antiprincipal objeto (Ao) e o foco objeto (Fo).
A imagem é maior, real e invertida.
Exemplo:
Projetores em geral.
# Objeto real colocado sobre o foco principal objeto (Fo).
A imagem é imprópria.
# Objeto real colocado entre o foco principal objeto (Fo) e o centro óptico (O).
A imagem é maior, virtual e direta.
Exemplo:
Lupas.
Lentes Divergentes
# Objeto real colocado antes do centro óptico (O) da lente.
A imagem é menor, virtual e direta.
Exemplo:
Olho mágico, colocado nas portas como "dispositivo de segurança".
Observação
# Imagem real de objeto real é sempre invertida e pode ser projetada num anteparo.
# Imagem virtual de objeto real é sempre direita.
# Qualitativamente, as lentes convergentes fornecem imagens iguais ao espelho côncavo e as divergentes ao espelho convexo.