Estudo Experimental de Lentes

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Segundo relatório da disciplina Laboratório de Física IV

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Estudo experimental de lentes

Alunos:

    Carlos Henrique da Silva Vale

Departamento de Ciências Exatas

Lavras – MG

Setembro de 2014

Sumário

Objetivos...................................................................................................3

Introdução Teórica        4

Materiais Utilizados e Procedimentos Experimentais        6

Análise de Dados e Discussão dos Resultados        8

Conclusão        15

Bibliografia        16

OBJETIVOS

O experimento número 2 visou introduzir conceitos de lentes, cujo objetivo era determinar a distância focal da lente utilizando dois métodos: Lei de Gauss e Método de Bessel. Também foi observada a convergência ou divergência de lentes biconvexas e bicôncavas, tema que será abordado na análise de dados e discussão dos resultados. Descrevendo em tópicos, as informações presentes neste relatório permitirão verificar:

• A observação dos efeitos das diferentes lentes na luz incidida;
• O Cálculo da distância focal da lente biconvexa;
• O conhecimento das Leis de Gauss e Bessel;
• As aplicações da Regressão Linear e Propagação de Erros.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Lentes são materiais constituídos por um meio homogêneo e transparente limitado por duas superfícies curvas ou uma superfície curva e uma plana, que atuam por refração e são utilizadas no meio óptico para diversas finalidades: microscópios, telescópios, lentes de aumento, dentre outras. A forma da lente depende do tipo de reformatação da onda luminosa desejada, das quais as mais utilizadas são:

1. Biconvexa;
2. Plano-convexa;
3. Côncavo-Convexa;
4. Bicôncava;
5. Plano-côncava;
6. Convexo-côncava;

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Figura: Tipos de Lentes;

As lentes são classificadas em duas categorias distintas: convergentes e divergentes.

• Lentes convergentes: Os raios incididos paralelos ao eixo da lente são todos convergidos para o ponto focal, o que foi verificado no Procedimento I deste relatório. Pertencem a este grupo as lentes biconvexas, plano-convexas e côncavo-convexas;

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Figura: Desvio dos raios e formação da imagem pela lente convergente.

• Lentes divergentes: Os raios incididos paralelos ao eixo da lente são desviados pela lente como se estivessem sido gerados pelo ponto focal, o que também foi verificado no Procedimento I. Pertencem a este grupo as lentes bicôncavas, plano-côncavas e convexo-côncavas.

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Figura: Desvio dos raios e formação da imagem pela lente divergente.

MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Materiais utilizados:

• Lente convergente com 12 cm de distância focal;
• Lente côncava com 12 cm de distância focal;
• Lente biconvexa;
• Lente bicôncava;
• Três anteparos;
• Base composta por uma régua;
• Prato giratório com escala em graus;
• Fonte de luz policromática;
• Placa plana contendo uma fenda em letra “F”;
• Placa plana contendo fendas verticais;
• Placa plana para projetar a imagem;

Procedimentos Experimentais:

Procedimento I: Incidência da luz sobre a fenda vertical nas lentes biconvexas e bicôncavas.

1. Inicialmente os elementos foram dispostos na seguinte ordem sobre a base com régua: fonte de luz, anteparo contendo as lentes convergentes acopladas a placa com fendas verticais;

1. Ligou-se a fonte de luz policromática;

1. A lente biconvexa foi disposta sobre o ponto do diâmetro circular do prato giratório.

1. As mudanças causadas pela lente atual foram arquivadas.

 

1. Trocou-se a lente biconvexa pela bicôncava e repetiu os passos acima;

Procedimento II: Incidência da luz sobre a fenda em “F” em uma lente biconvexa que através de outra lente, porém côncava, produzia a imagem invertida no anteparo (Lei de Gauss):

1. Inicialmente os elementos foram dispostos na seguinte ordem sobre a base com régua: fonte de luz, anteparo contendo a lente convexa convergente acoplada a placa com fenda em “F”;

1. Posicionou-se a lente côncava inicialmente a 16 centímetros da fonte com o objeto;

1. Ligou-se a fonte de luz policromática;

1. Moveu-se o anteparo com a placa plana até que a imagem invertida tivesse boa qualidade;

1. Foram feitas onze medições adicionando a cada iteração um centímetro na distância da lente para a fonte;

1. As medições foram arquivadas para uso posterior em discussões;

Procedimento III: Incidência da luz sobre a fenda em “F” em uma lente biconvexa que através de outra lente, porém côncava, produzia a imagem invertida no anteparo (Método de Bessel):

1. Inicialmente os elementos foram dispostos na seguinte ordem sobre a base com régua: fonte de luz, anteparo contendo a lente convergente acoplada a placa com fenda em F, lente biconvexa; Fixou-se o último anteparo á uma distância de 52 centímetros do objeto;

1. Ligou-se a fonte de luz policromática;

1. Posicionou-se o segundo anteparo contendo a lente côncava á uma distância da fonte onde a imagem produzida na placa plana teve boa qualidade; Foi anotado o valor da distância.

1. Repetiu-se o item iii até obter a segunda imagem com boa qualidade. O valor da distância também foi anotado para as observações;

ANÁLISE DE DADOS E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Procedimento II:

O (cm)	I (cm)
16,00 ± 0,05	25,00 ± 0,05
17,00 ± 0,05	23,00 ± 0,05
18,00 ± 0,05	21,20 ± 00,5
19,00 ± 0,05	20,00 ± 0,05
20,00 ± 0,05	18,70 ± 0,05
21,00 ± 0,05	17,70 ± 0,05
22,00 ± 0,05	17,20 ± 0,05
23,00 ± 0,05	16,60 ± 0,05
24,00 ± 0,05	16,10 ± 0,05
25,00 ± 0,05	15,60 ± 0,05
26,00 ± 0,05	15,00 ± 0,05

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