AS LENTES CONVERGENTES

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UNIVERSIDADE FEDERAL

DO RECÔNCAVO DA BAHIA (UFRB)

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS (CETEC) GCET 828– Física Experimental IV

Docente: Pablo Pedreira Pedra

EXPERIMENTO 01

LENTES CONVERGENTES

Discente:

Discente:

TURMA 02

Cruz das Almas

maio de 2022

Sumário

1. INTRODUÇÃO. 3 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA. 4 3. MATERIAIS UTILIZADOS. 6 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS. 7

4.1 IMAGENS DO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 8 5. TRATAMENTO DE DADOS. 9

6. RESULTADOS. 12

6.1 ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS 14 7. CONCLUSÃO. 15

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 16 9. FOLHA DE DADOS. 17

1. Introdução

O foco desta pesquisa está voltado para determinar a distância focal de uma lente convergente, no qual procurou-se identificar a distância do objeto até a lente (p), assim como da lente até a imagem (q).

O grupo de estudo utilizou dos recursos de uma vela, lentes com diferentes distâncias focais e anteparo, para identificar as distâncias focais das lentes e comparar os resultados obtidos com as medidas disponibilizadas pelos fabricantes das lentes, no qual foram posicionados o objeto, a lente e o anteparo e medimos a distância do objeto até a lente e da lente até a imagem, depois anotamos os respectivos resultados.

Os resultados obtidos foram confrontados com a teoria adquirida em estudos da disciplina de Física IV. Reforçou que a concepção de lente é um meio material transparente limitado por duas superfícies refratoras com curvatura regular. Já o comportamento óptico, uma lente pode ser convergente ou divergente. A lente é convergente quando os raios de luz se concentram em um ponto, após incidirem paralelos à lente. Já as lentes divergentes, afastam e espalham os raios de luz, quando eles incidem paralelos ao eixo principal.

Portanto, esse experimento foi enriquecedor, pois permitiu fazer um apanhado de ideias sobre a distância focal das lentes convergentes e comparar os resultados obtidos com os estudos realizados. Dessa forma nosso relatório está organizado em fundamentação teórico, materiais utilizados, análise do experimento e as considerações sobre o trabalho realizado.

2. Fundamentação Teórica

Uma lente é um meio material transparente limitado por duas superfícies com curvatura regular, um dispositivo óptico capaz de focalizar ou dispersar a luz da refração. Um caso especial das lentes são: as lentes delgadas, ou seja, lentes nas quais a distância do objeto p , a distância de imagem q, e os raios de curvatura r1 e r2 das superfícies da lente são muito maiores que a espessura da lente.

As lentes podem se classificar em dois grandes grupos: o das lentes convergentes, que faz com que raios luminosos inicialmente paralelos ao eixo central se aproximem do eixo. E as lentes divergentes, que fazem com que os raios se afastem do eixo. Quando um objeto é colocado diante de uma lente convergente ou divergente, a difração dos raios luminosos pela lente pode produzir uma imagem do objeto.

As lentes mais comuns são aquelas cujas faces curvas são esféricas, pode ser dita esférica mesmo que tenha uma face plana e outra esférica. Cada face esférica de uma lente tem um centro de curvatura C e um raio de curvatura R. A linha que une os dois centros de curvatura denomina-se eixo principal. Um feixe de raios paralelos ao eixo principal, incidindo numa lente convergente, refrata-se, convergindo para um ponto F denominado foco. A distância do centro geométrico da lente ao foco é a distância focal f da lente. Se o feixe incide numa lente divergente, o feixe refrata divergindo, como se tivesse saído de um único ponto F, denominado foco virtual.

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Lente convergente Lente divergente

Figura 1.1- Distância focal em lentes delgadas.

A distância focal de uma lente pode ser determinada pela medida das distâncias entre lente e objeto (p) e entre a lente e a imagem (q) que se forma sobre a tela. Isto é possível, porque, existe uma fórmula que relaciona estas medidas e as distâncias focais das lentes. Para encontrar a posição correta usa-se a equação de Gauss.

�� =1��+1��

1

(1)

Isso para lentes simples é válido somente se a espessura da lente puder ser desconsiderada em relação às outras dimensões envolvidas. Assume-se que a distância do objeto à lente (p) é sempre positiva, enquanto que a distância da imagem à lente (q) é positiva caso a mesma encontre-se do lado oposto ao objeto e negativa caso a imagem se encontre do mesmo lado que o objeto. Uma lente é considerada convergente quando a sua distância focal, resultante desta expressão, for positiva e divergente quando a distância focal resultante é negativa.

O processo de construção de imagens formadas por lentes simples segue duas regras básicas: Qualquer raio luminoso paralelo ao eixo principal da lente é desviado de tal forma a passar pelo ponto focal da lente, e a outra forma é qualquer raio luminoso incidente sobre o centro da lente não sofre desvio. De maneira geral, diz-se que uma imagem de um determinado objeto é formada quando os raios emergentes de um mesmo ponto do objeto: se cruzam num único ponto após serem desviados por um elemento ótico, situação em que dizemos que se formou uma imagem real; ou são dispersados pelo elemento ótico, mas seus prolongamentos se cruzam num único ponto, situação em que dizemos que se formou uma imagem virtual.

Assim se faz importante os estudos das lentes esféricas delgadas, pois nos permite uma maior compreensão dos sistemas ópticos de maior aplicação prática, como também o comportamento óptico das lentes e a formação de imagens nesse sistema, gráfica e analiticamente.

3. Materiais Utilizados

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4. Procedimentos Experimentais

O experimento consistiu em determinarmos as distâncias focais de lentes a partir da medida da posição de sua imagem. Primeiramente, ajustamos os materiais do experimento na bancada do laboratório de Física Experimental IV, na primeira medida, utilizamos uma lente com foco de 5 cm, acendemos a vela que serviu como fonte de luz, colocamos a lente de 5cm no suporte e colocamos na frente da vela a uma determinada distância e na frente da lente a uma determinada distância, colocamos o anteparo onde a imagem da luz da vela é formada, com o auxílio da régua milimetrada medimos estas distâncias, fizemos isso cinco vezes com cada distância diferente.