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By Lucien Silvano Alhanati

  Física

Luz LUZ

Lentes Esféricas LUZ05

Elementos das lentes esféricas LUZ0501

O que é uma lente esférica? LUZ050101

É uma associação de dois diótricos esféricos ou de um diótrico esférico e um diótrico plano.

 Quais são os tipos de lentes esféricas? LUZ050102

São 6 os tipos de lentes esféricas divididos em 2 grupos, o das lentes de bordos finos e o das lentes de bordos espessos.

Lentes de bordos finos

Lentes de bordos espessos

 O que é uma lente delgada? LUZ050103

É uma lente de espessura desprezível em comparação com as outras distâncias que estão sendo consideradas.

 Como são representadas esquematicamente as lentes delgadas? LUZ050104

Sendo a lente delgada uma lente de espessura desprezível, numa representação esquemática podemos representar a lente por um plano, que é chamado de plano da lente.
Para distinguir as lentes de bordos finos das de bordos espessos usamos a simbologia mostrada na figura.

Muito importante:

As lentes delgadas de bordos finos possuem as mesmas propriedades óticas nas condições da Aproximação de Gauss, o mesmo ocorrendo para as lentes de bordos espessos.

O que se entende por eixo principal de uma lente esférica? LUZ050105

É a reta que contem os centros de curvaturas das faces esféricas da lente, ou que contendo o centro de curvatura de uma face esférica é ortogonal à face plana.

  Como as superfícies curvas refratam a luz? LUZ050106

Uma superfície curva refrata a luz como se fosse um diótrico plano tangente à superfície curva no ponto de incidência do raio, uma vez que a normal às duas superfícies é a mesma.

Quais são as lentes convergentes? LUZ050107

São as lentes de bordos finos de material mais refringente que o meio exterior ou as de bordos espessos de material menos refringente que o meio exterior.
A lente pode ser considerada para efeito da refração da luz como um conjunto de prismas cujas faces são tangentes à superfície da lente nos pontos de incidência do raio luminoso

Quais são as lentes divergentes? LUZ050108

São as lentes de bordos espessos de material mais refringente que o meio exterior ou as de bordos finos de material menos refringente que o meio exterior.
A lente pode ser considerada para efeito da refração da luz como um conjunto de prismas cujas faces são tangentes à superfície da lente nos pontos de incidência do raio luminoso

O que centro ótico de uma lente esférica? LUZ050109

É o ponto do eixo principal por onde passam os raios que atravessam a lente sem sofrerem desvio angular.
O raio que passa pelo centro ótico incide nas faces da lente em pontos onde os planos tangentes são paralelos. A lente para este raio funciona como uma lâmina de faces paralelas, não produzindo no raio deslocamento angular.

Qual é a posição e a propriedade do centro ótico de uma lente delgada? LUZ050110

Numa lente delgada cuja espessura é desprezível o centro ótico está na interseção do eixo principal com o plano da lente.

O raio luminoso que passa pelo centro ótico da lente delgada não sofre desvio angular ou deslocamento lateral

Qual é a Aproximação de Gauss para as lentes esféricas? LUZ050111

Sabemos que a Aproximação de Gauss é o conjunto de condições para as quais o sistema ótico funciona estigmaticamente fornecendo uma imagem geometricamente semelhante ao objeto.

Para as lentes esféricas estas condições são:

pontos objeto próximos ou sobre o eixo principal.
lentes delgadas
raios luminosos pouco inclinados ( < 10o) em relação ao eixo principal.
 

O que é foco imagem principal de uma lente esférica? LUZ050112

É o ponto  do eixo principal imagem de um objeto impróprio sobre o eixo.
Nas lentes convergentes é um ponto imagem real e nas divergentes é um ponto imagem virtual.

O que é foco objeto principal de uma lente esférica? LUZ050113

É o ponto  do eixo principal objeto conjugada a uma imagem  imprópria sobre o eixo.
Nas lentes convergentes é um ponto objeto real e nas divergentes é um ponto objeto virtual.

Qual é a posição dos focos principais nas lentes esféricas? LUZ050114

Os focos principais de uma lente esféricas são pontos situados sobre o eixo principal e simétricos em relação ao plano da lente em virtude do Princípio do Caminho Inverso da luz.

O que a distância focal de uma lente esférica? LUZ050115

É a distância de um foco principal ao plano da lente.

O que é eixo secundário de uma lente esférica? LUZ050116

É toda reta que contém o centro ótico, inclinada em relação ao plano da lente.

 O que se entende por focos secundários de uma lente? LUZ050117

São os focos objeto e imagem dos eixos secundários da lente.

O que é o plano focal imagem e o plano focal objeto de uma lente esférica?LUZ050118

Plano focal imagem é um plano ortogonal ao eixo principal e que contém todos os focos imagem da lente
Plano focal objeto é um plano ortogonal ao eixo principal e que contém todos os focos objeto da lente.

O que se entende por convergência de uma lente? LUZ050119

É uma grandeza que mede a capacidade de uma lente de convergir os raios luminosos.
Consideremos as lentes convergentes da figura. Verificamos que a segunda lente converge mais os raios luminosos que a primeira, isto é, ela é mais convergente que a primeira.

A figura nos mostra ainda que a capacidade de convergir os raios depende da distância focal e que quando menor for a distância focal f maior será a convergência C ou seja que:

C = 1 / f 

Consideremos as lentes divergentes da figura. Verificamos que a segunda lente diverge mais os raios luminosos que a primeira, isto é, ela é mais divergente que a primeira.

A figura nos mostra ainda que a capacidade de divergir os raios depende da distância focal e que quando menor for a distância focal f maior será a divergência C .
Como nas lentes divergentes a distância focal f é negativa a divergência C será negativa.

Qual é a unidade de convergência no SI? LUZ050120

A unidade SI de convergência é

 1 dioptria >>> 1 di

Uma dioptria é convergência de uma lente cuja distância focal é um metro

1 di = 1 / 1m >>> 1 di = 1 m-1

Como calcular a convergência de um sistema de lentes delgadas justapostas? LUZ050121

A convergência de um sistema de lentes delgadas justapostas é igual à soma algébrica das convergências das lentes componentes do sistema.

C = C1 + C2 + C3 + ......   >>> C = S Ci 


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