Questão) Com relação às práticas experimentais de óptica geométrica realizadas no laboratório, responda:
a) O que é uma Lupa? Explique a formação de imagens com o uso de uma Lupa e defina a imagem formada. Existe alguma dependência da ampliação da imagem formada em função da distância focal da lente?
b) Como construir uma luneta astronômica (telescópio) tal como realizado no laboratório?
c) O que é hipermetropia? Explique como realizar a correção da visão hipermetrope com o uso de lente(s)?
a) O que é uma Lupa? Explique a formação de imagens com o uso de uma Lupa e defina a imagem formada. Existe alguma dependência da ampliação da imagem formada em função da distância focal da lente?
b) Como construir uma luneta astronômica (telescópio) tal como realizado no laboratório?
c) O que é hipermetropia? Explique como realizar a correção da visão hipermetrope com o uso de lente(s)?
Passo 1
O enunciado faz três perguntas de Óptica Geométrica:
a) definição e funcionamento de uma lupa, formação de imagem e dependência da ampliação em função da distância focal;
b) como montar uma luneta astronômica no laboratório;
c) definição de hipermetropia e correção com lentes.
Para responder vamos usar conceitos de lentes convergentes, formação de imagens e instrumentação óptica, além da óptica fisiológica para defeitos visuais.
a) definição e funcionamento de uma lupa, formação de imagem e dependência da ampliação em função da distância focal;
b) como montar uma luneta astronômica no laboratório;
c) definição de hipermetropia e correção com lentes.
Para responder vamos usar conceitos de lentes convergentes, formação de imagens e instrumentação óptica, além da óptica fisiológica para defeitos visuais.
Passo 2
Na parte (a) definimos primeiro o que é a lupa e como ela forma imagens.
A lupa é uma lente convergente de curta distância focal usada como lupa de mão para ampliar objetos próximos. Quando o objeto está a uma distância
tal que
, a lente não forma imagem real: ela produz uma imagem virtual, direita e ampliada, posicionada de modo que o olho possa acomodar confortavelmente. Graficamente, estendemos os raios refratados para trás da lente e encontramos um ponto onde eles parecem convergir – esse é o local da imagem virtual.
A ampliação angular desta lupa, chamada ampliação de Galileu, mede-se comparando o ângulo visual do objeto visto a olho nu no ponto próximo confortável com o ângulo que vemos através da lente. Se colocarmos o objeto praticamente em
, temos a expressão
A lupa é uma lente convergente de curta distância focal
A ampliação angular desta lupa, chamada ampliação de Galileu, mede-se comparando o ângulo visual do objeto visto a olho nu no ponto próximo confortável
onde
é a menor distância de conforto do olho. Mais geralmente, acomodando de forma mais relaxada,
Logo, sim, a ampliação cresce quando a distância focal
da lente diminui (inversamente proporcional a
).
Passo 3
Na parte (b) descrevemos a montagem de uma luneta astronômica refratora.
Uma luneta básica usa duas lentes convergentes coaxiais:
• a lente objetiva, de grande distância focal , forma uma imagem real, reduzida, de um objeto distante perto de seu plano focal;
• a lente ocular, de pequena distância focal , funciona como lupa que amplia essa imagem real.
Para montar no laboratório: colocamos a objetiva e a ocular sobre um suporte ótico alinhadas no mesmo eixo, separadas por uma distância aproximadamente igual a
Uma luneta básica usa duas lentes convergentes coaxiais:
• a lente objetiva, de grande distância focal
• a lente ocular, de pequena distância focal
Para montar no laboratório: colocamos a objetiva e a ocular sobre um suporte ótico alinhadas no mesmo eixo, separadas por uma distância aproximadamente igual a
A objetiva forma no seu foco imagem de um astro distante, e a ocular, posicionada de modo que essa imagem caiba em seu campo focal, projeta para o observador uma imagem virtual em infinito. A ampliação angular da luneta é
Passo 4
Na parte (c) definimos a hipermetropia e sua correção.
A hipermetropia é um defeito visual em que o globo ocular é muito curto ou o sistema dioptrico (córnea + cristalino) tem pouca convergência, fazendo com que a imagem de um objeto em distância menor foque atrás da retina. Objetos próximos saem borrados.
A correção é feita com lentes convergentes de potência adequada (em dioptrias), colocadas em frente ao olho, que adicionam convergência ao sistema e trazem o foco para a retina. A força
da lente compensadora é escolhida de modo que o olh
ente focalizem um objeto na posição de visão confortável ou no infinito, conforme a prescrição.
A hipermetropia é um defeito visual em que o globo ocular é muito curto ou o sistema dioptrico (córnea + cristalino) tem pouca convergência, fazendo com que a imagem de um objeto em distância menor foque atrás da retina. Objetos próximos saem borrados.
A correção é feita com lentes convergentes de potência adequada
Resposta
a) A lupa é uma lente convergente de curta distância focal que, com o objeto dentro de
, forma uma imagem virtual, direita e ampliada. A ampliação angular é inversamente proporcional a
, seguindo
(ou
).
b) A luneta astronômica usa uma objetiva de grande e uma ocular de pequeno
, separadas por
. A objetiva forma uma imagem real no seu foco, e a ocular amplia essa imagem, dando
.
c) A hipermetropia ocorre quando o foco recai atrás da retina, fazendo perto borrado. Corrige-se com lentes convergentes de potência ajustada para trazer o foco até a retina.
b) A luneta astronômica usa uma objetiva de grande
c) A hipermetropia ocorre quando o foco recai atrás da retina, fazendo perto borrado. Corrige-se com lentes convergentes de potência