Estudo das lentes esféricas

1.  LENTES ESFÉRICAS
ÓPTICA GEOMÉTRICA
 LENTES CONVERGENTES
Elementos Propriedades
Construção Geométrica de Imagens
 LENTES DIVERGENTES
 CONVERGÊNCIA
Elementos Propriedades
Construção Geométrica de Imagens
Exemplos
Prof. Fabio Martins

2. LENTES ESFÉRICAS
• LENTES DIVERGENTES
• LENTES CONVERGENTES
 Lente esférica é o sistema óptico constituído
por três meios homogêneos e transparentes,
separados por duas superfícies esféricas ou por
uma superfície esférica e outra plana. O meio
intermediário constitui a lente propriamente dita,
sendo geralmente o vidro ou o plástico.
----> Apresentam as
extremidades mais finas do que a parte central.
------> Apresentam as
extremidades mais espessas do que a parte central.

3. LENTES CONVERGENTES
• Apresentam as extremidades mais finas
do que a parte central.
• Transformam um feixe paralelo em um
feixe convergente.
f(+)
F
BICONVEXA PLANO-CONVEXA CÔNCAVA-CONVEXA

4. Eixo
Principal.
• ELEMENTOS DAS LENTES CONVERGENTES
R
C2OC1
Centro Óptico

5. f(-)
LENTES DIVERGENTES
• Apresentam as extremidades mais
espessas do que a parte central.
• Transformam um feixe paralelo em um
feixe divergente.
BICÔNCAVA PLANO-CÔNCAVA CONVEXA-CÔNCAVA

6. E.P.
• ELEMENTOS DAS LENTES DIVERGENTES
O
C2C1
R
Centro Óptico

7. PROPRIEDADES DAS LENTES
•LENTES CONVERGENTES
1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao
eixo principal refrata-se passando pelo FOCO.
FOCO
Eixo
Principal.
É o encontro dos
raios refratados.

8. •PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES
2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa
pelo FOCO refrata-se paralelamente ao eixo
principal.
FE.P.

9. •PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES
3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa
pelo CENTRO óptico não sofre desvio.
OE.P.

10. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
•LENTES CONVERGENTES
1o ) Caso
2F1 F2
Objeto
F1
2f
Imagem:
Real
Invertida
Menor
Exemplos:
 Máquina Fotográfica  Olho
2f
2F2
 Nas lentes imagem REAL é o
encontro dos raios REFRATADOS.

11. CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES
Imagem:
Real
Invertida
Mesmo Tamanho
Exemplo: Copiadora
F2 2F2
F12F1
O
2f 2f
2o ) Caso
Objeto

12. CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES
Imagem:
Real
Invertida
Maior
Exemplos: Cinema
F12F1
O
 Projetor de Slides
F2 2F2
3o ) Caso
Objeto

13. CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES
Exemplo:  Farol
F1
O F2
4o ) Caso
Objeto
2F1 2F1
Imagem:
Imprópria
Se forma
no infinito

14. CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES
Imagem:
Virtual
Direta
Maior
Exemplo:
 Lupa
F1
O
5o ) Caso
Objeto
F2
2F1
2F1
 Imagem VIRTUAL é o encontro dos
prolongamentos dos raios REFRATADOS.

15. PROPRIEDADES DAS LENTES
•LENTES DIVERGENTES
1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao
eixo principal refrata-se com o prolongamento
passando pelo FOCO.
E.P. FOCO O
É o encontro dos prolongamentos
dos raios refratados.

16. •PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES
2ª ) Todo raio luminoso incidente que tem a
direção do FOCO refrata-se paralelamente ao
eixo principal.
FE.P. O

17. •PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES
3ª ) Todo raio luminoso incidente no
CENTRO óptico não sofre desvio.
OE.P.

18. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
• LENTES DIVERGENTES
Caso Único
Exemplo:
Olho Mágico
O
Objeto
F2
2F1
F1
Imagem:
Virtual
Direta
Menor
 Imagem VIRTUAL é o encontro dos
prolongamentos dos raios REFRATADOS.

19. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
• LENTES DIVERGENTES
Caso Único
O
Objeto
F2
2F1
F1
Imagem:
Virtual
Direta
Menor
Quanto mais afastar o objeto da lente, mais
a imagem diminui em relação a ela mesma
até ela tornar-se um ponto no foco.

20. EQUAÇÃO DE GAUSS
- Equação dos pontos conjugados -
1 = 1 1
f p p’
= +
f = distância focal
p = distância do objeto à lente
p’ = distância da imagem à lente
𝑓 =
𝑝. 𝑝
𝑝 + 𝑝

21. AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL
A = aumento
i = tamanho da imagem
o = tamanho do objeto
p’ (+) ...................... imagem real
p (-) ...................... imagem virtual
lAl  1 .................... imagem maior
lAl  1 .................... imagem mesmo tamanho
lAl  1 .................... imagem menor
A (+) ....................... imagem direita
A (-) ....................... imagem invertida
Significados
A = i – p’
o p
= =

22. CONVERGÊNCIA (C)
 É o inverso da distância focal.
[dioptria] = [di] (C)  GRAU
[metro] = [m] (f)
U.S.I.
 Olho Normal
 Miopia – Olho Míope – Correção
 Hipermetropia – Correção
 Astigmatismo
C 1
f
=

23. OLHO NORMAL
 Formação da imagem no Olho Humano
I
(C
)

24. •FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO HUMANO
CRISTALINO
NERVO ÓTICO
RETINA
Como uma lente
biconvexa no
globo ocular. Leva as sensações
luminosas ao
cérebro.
Funciona como
um anteparo
sensível à luz,
recebendo as
sensações
luminosas.
(C
)

25. Olho Míope
• MIOPIA
I
A imagem se forma antes da retina
(C
)

26. • CORREÇÃO DA MIOPIA
A miopia é corrigida com lente divergente.
A convergência é negativa.
Exemplo:
C = -2 df
I

27. Olho Hipermétrope
• HIPERMETROPIA
I
A imagem se forma depois da retina
(C
)

28. • CORREÇÃO DA HIPERMETROPIA
A hipermetropia é corrigida com lente
convergente.
A convergência é positiva.
Exemplo: C = 2 di
I

29. • ASTIGMATISMO
É um defeito na esferidade da córnea.
É corrigido com lente cilíndrica.

30. • PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
DA CÂMERA FOTOGRÁFICA
FILME
LENTE
CONVERGENTE
IMAGEM
OBJETO
OBJETIVA. Recebe os raios de luz
do objeto e conjuga a imagem real.
Basicamente um anteparo
sensível à luz.
Imagem real se
forma sobre o
filme e
invertida.
1o)
Caso

31. •O OLHO HUMANO
1o)
Caso
Humor vítreo
nervo óptico
esclerótica
retina
córnea
íris
humor aquoso
músculo
pupila
cristalino
A luz penetra no olho através de um diafragma (a íris);
íris
No centro da íris há uma abertura (a Pupila) que aumenta
ou diminui de diâmetro conforme a intensidade luminosa.
pupila
cristalino
O cristalino é uma lente cuja distância focal pode ser alterada
pela ação do músculo ciliar. Ao se contrair o músculo altera a
curvatura da superfície do cristalino. Esse mecanismo permite a
formação de imagens nítidas sobre a retina.
retina
A luz passa em seguida por uma lente convergente (o
cristalino) e atinge uma membrana sensível (a retina).
nervo óptico
O nervo óptico ,mediante um código de sinais nervosos,
transmite ao cérebro a imagem formada sobre a retina.
A Pupila é comandada por um músculo que regula seu
diâmetro, permitindo-o variar de cerca de 2 a 9 mm,
conforme a intensidade de luz incidente.
músculo
córnea
humor aquoso humor vítreo
A córnea, o humor aquoso, o cristalino e o humor
vítreo são meios transparentes de diferentes índices de
refração.

32. •FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO HUMANO
CRISTALINO
NERVO ÓTICO
RETINA
Como uma lente
biconvexa no
globo ocular. Leva as sensações
luminosas ao
cérebro.
Funciona como
um anteparo
sensível à luz,
recebendo as
sensações
luminosas.
1o)
Caso

33. F1
F2
• PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
DE UM PROJETOR
TELA
IMAGEM
LENTE
CONVERGENTE
OBJETO (slide)
OBJETIVA
Real e
maior que o
objeto
(muitas
vezes
maior).
(anteparo)
LÂMPADA
3o)
Caso

34. • PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO FAROL
4o)
Caso
F
A lâmpada
é colocada
no FOCO.
Lente Convergente.
Os raios incidentes da lâmpada se
refratam paralelamente ao eixo
principal.

35. • PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO FAROL
4o)
Caso
F
Espelho Côncavo
V C

36. •LUPA
5o)
Caso
Usando uma lupa
podemos ver
uma imagem
virtual e
aumentada do
objeto.

37. UFRGS 2005
Prof. Luiz CarlosProf. Luiz Carlos
UFRGS 2005
Profs. Luiz CarlosF í s i c a
2006