Trabalho De Física - Lentes

Trabalho de Física

Introdução

As lentes são dispositivos muito comuns em nosso dia a dia, utilizados para ampliar ou reduzir o tamanho dos objetos. Podem apresentar diferentes formas, pois são aplicadas em instrumentos diversos, como nos óculos e em máquinas fotográficas. São formadas por um meio transparente: vidro ou plástico e limitadas por faces curvas que, na maioria das vezes, são esféricas. Podemos ter seis diferentes tipos de lentes: biconvexa, bicôncava, plano-convexa, plano-côncava, côncavo-convexa e convexo-côncava.

Nas lentes biconvexas, plano-convexas e côncavo-convexas, a luz converge para um determinado ponto, assim sendo, essas lentes são denominadas de lentes convergentes ou lentes de bordas finas. Nas outras três lentes a luz diverge. Dessa forma, as lentes bicôncavas, plano-côncava e convexo-côncava são chamadas de lentes divergentes ou lentes de bordas grossas. Estas lentes têm larga aplicação na correção de problemas visuais, tais como a hipermetropia, o astigmatismo e a miopia.

Lentes esféricas

Chamamos lente esférica o sistema óptico constituído de três meios homogêneos e transparentes, sendo que as fronteiras entre cada par sejam duas superfícies esféricas ou uma superfície esférica e uma superfície plana, as quais chamamos faces da lente.

Para um estudo simples consideraremos que o segundo meio é a lente propriamente dita, e que o primeiro e terceiro meios são extamente iguais, normalmente a lente de vidro imersa em ar.

- Tipos de lentes

Dentre as lentes esféricas que são utilizadas, seis delas são de maior importância no estudo de óptica, sendo elas:

Lente biconvexa: É convexa em ambas as faces e tem a periferia mais fina que a região central.

Lente plano-convexa: É plana em uma das faces e convexa em outra, tem a perferia mais fina que a região central.

Lente côncavo-convexa: Tem uma de suas faces côncava e outra convexa, tem a periferia mais fina que a região central.

Lente bicôncava: É côncava em ambas as faces e tem a periferia mais espessa que a região central.

- Comportamento óptico

Quanto ao comportamento de um feixe de luz ao ser incidido sobre uma lente podemos caracterízá-las como divergentes ou convergentes, dependendo principalmente dos índices de refração da lente e do meio. O estudo das lentes convergentes e divergentes é visto nas duas próximas seções.

Lentes convergentes

As lentes de bordos delgados, no ar, são convergentes. Em uma lente esférica com comportamento convergente, a luz que incide paralelamente entre si é refratada, tomando direções que convergem a um único ponto. Tanto lentes de bordas finas como de bordas espessas podem ser convergentes, dependendo do seu índice de refração em relação ao do meio externo. O caso mais comum é o que a lente tem índice de refração maior que o índice de refração do meio externo. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento convergente é o de uma lente biconvexa (com bordas finas):

Já o caso menos comum ocorre quando a lente tem menor índice de refração que o meio. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento convergente é o de uma lente bicôncava (com bordas espessas):

Lentes esféricas divergentes

As lentes de bordos espessos, no ar, são divergentes. Em uma lente esférica com comportamento divergente, a luz que incide paralelamente entre si é refratada, tomando direções que divergem a partir de um único ponto. Tanto lentes de bordas espessas como de bordas finas podem ser divergentes, dependendo do seu índice de refração em relação ao do meio externo. O caso mais comum é o que a lente tem índice de refração maior que o índice de refração do meio externo. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento divergente é o de uma lente bicôncava (com bordas espessas):

Já o caso menos comum ocorre quando a lente tem menor índice de refração que o meio. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento divergente é o de uma lente biconvexa (com bordas finas):

Câmera fotográfica

A câmera fotográfica é um equipamento capaz de projetar e armazenar uma imagem em um anteparo.

Nos antigos equipamentos, onde um filme deve ser posto dentro da câmera, o anteparo utilizado é um filme fotossensível capaz de propiciar uma reação química entre os sais do filme e a luz que incide nele.

No caso das câmeras digitais, uma das partes do anteparo consiste em um dispositivo eletrônico, conhecido como CCD (Charge-Coupled Device), que converte as intensidades de luz que incidem sobre ele em valores digitais armazenáveis na forma de Bits (pontos) e Bytes (dados).

O funcionamento óptico da câmera fotográfica é basicamente equivalente ao de uma câmera escura, com a particularidade que, no lugar do orifício uma lente convergente é utilizada. No fundo da câmera encontra-se o anteparo no qual a imagem será gravada.