As principais partes de instrumentos ópticos

Os instrumentos ópticos são equipamentos construídos para auxiliar a visualização do que seria muito difícil ou impossível de enxergar sem eles.

As peças fundamentais que compõem a maioria dos instrumentos ópticos são os espelhos e lentes. Os diversos instrumentos ópticos estão intimamente ligados às nossas vidas.

Através de recursos relativamente simples foram capazes de revolucionar a humanidade, seja propiciando prazer e conforto ou mesmo, ajudando aos homens na busca de suas origem ou de um aprimoramento científico.

As lentes esféricas são meios transparentes, nos quais a luz pode se propagar. Possuem duas faces esféricas ou uma face esférica e a outra plana. As lentes podem apresentar dois comportamentos ópticos: convergente e divergente.

Os raios das faces das lentes R1 e R2 podem ser iguais ou diferentes. Se a face for plana, significa que o raio é igual a infinito.

Para nomear as lentes, citamos em primeiro lugar o nome da face de maior raio de curvatura.

Lentes de bordos finos

Lentes de bordos grossos

Observação: A nomenclatura das lentes de bordos finos termina sempre por convexa. A de bordos grossos sempre termina por côncava.

Lente convergente

Uma lente é classificada como convergente quando um feixe de luz paralelo, incidente nela, formar um ponto imagem real. Esquematicamente:

Lente divergente

Uma lente é classificada como divergente quando um feixe de luz paralelo, incidente nela, formar um ponto imagem virtual. Esquematicamente temos:

A Refração da Luz

Vamos iniciar nosso estudo enunciando a seguinte experiência: ao nos colocarmos do lado de fora de uma piscina cheia de água e olhar em direção ao fundo dela vamos perceber que seu fundo parece estar em altura diferente. Essa diferença acontece por causa do fenômeno óptico de refração da luz.

A refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém diferente do primeiro. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças na velocidade de propagação e na direção de propagação.

Meio homogêneo: é o meio no qual todos os pontos apresentam as mesmas propriedades físicas, como a densidade, pressão e temperatura.

Meio transparente: é o meio através do qual podemos visualizar nitidamente os objetos.

Meio isotrópico: é o meio no qual a velocidade da luz é a mesma em qualquer que seja sua direção de propagação.

Índice de refração absoluto

O fato de a velocidade de propagação da luz depender do meio possibilita caracterizá-lo opticamente. Isso é entendido com uma propriedade óptica do meio e recebe o nome de índice de refração absoluto. Seu valor é dado pela seguinte relação:

Onde:

c – velocidade da luz no vácuo (c = 3 . 108 m/s = 3 . 105 km/s)

v – velocidade da luz no meio considerado (m/s no SI)

n – índice de refração absoluto do meio (adimensional, ou seja, não possui unidade de medida)

No vácuo a luz não encontra dificuldade para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto do vácuo é sempre 1.

No ar a dificuldade da luz para se propagar é baixa. Assim para resolvermos exercícios podemos considerar o índice de refração também igual a 1.