Física - Lentes Esféricas II - Comportamento Ótico

Nas lentes esféricas podemos encontrar dois tipos de focos que são chamados de foco principal objeto e foco principal imagem, sendo que ambos estão localizados sobre o eixo principal de uma lente. Sendo assim, podemos definir que:

O foco principal objeto é o ponto (F) localizado sobre o eixo principal em que se associa a formação de uma imagem imprópria. Portanto, qualquer raio de luz que parte do foco e incide sobre uma lente esférica emerge paralelamente ao eixo principal da lente esférica. Vejamos a representação abaixo.

O foco principal imagem é o ponto (F’), também localizado sobre o eixo principal, onde se associa um ponto impróprio. Sendo assim, todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal sempre chega ao foco principal imagem (F’). Vejamos a ilustração abaixo.

Obs :F e F’ estão à mesma distância do centro óptico da lente.

Distância Focal

É a medida da distância entre um dos focos principais e o centro óptico, esta medida é caracterizada pela letra f.

As posições e as alturas de objetos colocadas diante de uma lente esférica são determinadas através das mesmas equações estudadas nos espelhos esféricos. Essa igualdade também é válida para as regras de sinais, portanto, analisando as distâncias focais, temos que fazer o seguinte uso:

- f > 0: a lente esférica é do tipo convergente;
- f < 0: a lente esférica é do tipo divergente.

Vergência

É importante sabermos que quanto menor for à distância focal de uma lente mais ela converge ou diverge os raios de luz paralelos, ou seja, quanto menor a distância focal, maior será seu poder de divergir ou convergir os raios de luz.

Dada uma lente esférica em determinado meio, chamamos vergência da lente (V) a unidade caracterizada como o inverso da distância focal, ou seja:

Equação de Gauss

A equação dos pontos conjugados, ou equação de Gauss, nos fornece a posição e a altura da imagem conjugada por uma lente esférica.

Aula Parte 1

Aula Parte 2

Exercícios

1 - (Fuvest) A distância entre um objeto e uma tela é de 80 cm. O objeto é iluminado e, por meio de uma lente delgada posicionada adequadamente entre o objeto e a tela, uma imagem do objeto, nítida e ampliada três vezes, é obtida sobre a tela. Para que isto seja possível, a lente deve ser:

a) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 20 cm do objeto.

b) convergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto.

c) convergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto.

d) divergente, com distância focal de 15 cm, colocada a 60 cm do objeto.

e) divergente, com distância focal de 20 cm, colocada a 20 cm do objeto.

2 - (Fuvest 2008) Um sistema de duas lentes, sendo uma convergente e outra divergente, ambas com distâncias focais iguais a 8 cm, é montado para projetar círculos luminosos sobre um anteparo. O diâmetro desses círculos pode ser alterado, variando-se a posição das lentes.

Em uma dessas montagens, um feixe de luz, inicialmente de raios paralelos e 4 cm de diâmetro, incide sobre a lente convergente, separada da divergente por 8 cm, atingindo finalmente o anteparo, 8 cm adiante da divergente. Nessa montagem específica, o círculo luminoso formado no anteparo é melhor representado por: