O Exercício Computacional

REPORT IMPRESSO – EXPERIMENTO 4 – LENTES E ESPELHOS

Grupo:	Nome:	Ana Carolina Andrade Silva[pic 1]	Matrícula:	2020083650
	Nome:	Guilherme Araujo Lima	Matrícula:	2019030416

Grandezas obtidas experimentalmente:

	Valor	Incerteza	Unidade
Constantegráfico[pic 2]	-1,649	± 0,174	m
fconvergente - gráfico	0,073	± 0,006	m
f conv. - Bessel	[pic 3]	± [pic 4]	m
F lente composta	[pic 5]	±[pic 6]	m
f divergente	0,141	±[pic 7]	m
	Valor	Incerteza	Unidade
f espelho côncavo	0,1	± 0,005	m
f espelho convexo	0,1	± 0,005	m

[pic 8][pic 9]

A forma com que as medidas foram realizadas está descrita no tópico de procedimentos e a confiabilidade dos resultados pode ser comprovada pela precisão dos materiais utilizados e, principalmente, pelo cálculo das incertezas de todas as medidas, cujo valor foi bem pequeno, mostrando a exatidão do valor medido (baixo erro) e consequentemente, tornando-o confiável.

1. Introdução

    A luz é uma onda eletromagnética e interage com a matéria podendo causar alterações na velocidade, direção, propagação, intensidade e polarização da luz, que podem ser descritas pelas equações de Maxwell, mas estas fornecem informações muito complexas, e além do objeto de interesse. Assim, é possível analisar alguns fenômenos relacionados à propagação da luz pela óptica geométrica.

    Fenômenos como refração e reflexão são descritos considerando que a luz se propaga como raios, mas isso só é válido se os objetos com os quais a luz interage forem consideravelmente maiores que o comprimento de onda da luz. O tipo e a posição da imagem de um objeto formado por um espelho esférico de pequena abertura é dado pela equação abaixo

[pic 10]

   Onde f é a distância focal do espelho, o é a distância do espelho ao objeto, e i a distância do espelho à imagem. A análise dessa equação também permite determinar o tipo e a posição da imagem de um objeto formada por uma lente fina, a partir dos sinais das variáveis:

                                I > 0 para imagens reais

                                I < 0 para imagens virtuais

                                f > 0 para espelhos côncavos e lentes convergentes

                                f > 0 para espelhos convexos e lentes divergentes

As lentes podem ser classificadas pelo seu grau, ou dioptria, que é dado pelo inverso de sua distância focal em metros.

1. Procedimentos

Os experimentos a seguir serão realizados utilizando objetos iluminados por uma lâmpada. As lentes, espelhos e anteparo são montados em suportes que podem ser deslocados horizontalmente, ao longo de um trilho.

1. Determinação da distância focal de uma lente convergente usando a equação 1

[pic 11]

Imagem 1: diagrama que representa a formação de uma imagem real

   A lente convergente de maior distância focal foi colocada alinhada com objeto e o anteparo. Inicialmente, o objeto estava posicionado à maior distância possível do anteparo, e em seguida a lente foi movida até obter uma uma imagem nítida do objeto. Registrar o valor das distâncias imagem- lente ( i ) e objeto-lente ( o ) obtidos. A operação foi repetida para diferentes distâncias objeto-anteparo. Foi feito um gráfico de 1/ i versus 1/ o e a distância focal da lente foi determinada a partir da equação (1).

1. Determinação da distância focal de uma lente convergente pelo método de Bessel

O método de Bessel permite obter a distância d entre duas posições de lente em que se observa uma imagem real e nítida no anteparo.[pic 12]

Imagem 2: Diagrama que mostra a formação da imagem de um objeto por uma lente convergente em duas posições distintas.

Essa distância é dada por:

[pic 13]

Utilizando a mesma lente da etapa anterior, e mantendo o objeto e o anteparo fixos, a lente foi movida entre eles para se determinar as duas opções em que há imagem nítida. A partir da equação (2) e dos dados obtidos, calcular a distância focal dessa lente.

1. Determinação da distância focal de uma lente divergente

Para determinar a distância focal de uma lente divergente, pode-se mostrar que duas lentes finas, de distâncias focais 1 f e 2 f , separadas por uma distância d , são equivalentes a uma distância focal F dada por:

[pic 14]

Foi escolhida uma lente divergente, cuja distância focal seria determinada. Em um mesmo suporte, foi colocada uma lente convergente de distância focal conhecida (f=+52cm), para formar uma lente composta convergente.

A distância focal dessa lente foi determinada pelo método anterior e a equação (3) foi utilizada para determinar a distância focal da lente divergente.