Lentes esféricas
Giovanni Ávila
Física
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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