lentes esfÉricas, instrumentos Ópticos e visÃo humana

LENTES ESFÉRICAS, INSTRUMENTOS ÓPTICOS E VISÃO HUMANALENTES ESFÉRICAS, INSTRUMENTOS ÓPTICOS E VISÃO HUMANA

O que você deve saber sobre

As lentes surgiram da necessidade humana de melhorar a própria capacidade visual – fosse corrigindo distúrbios do olho, fosse para permitir a observação de estruturas microscópicas ou analisar objetos situados a distâncias astronômicas. Este tópico trata das lentes esféricas, suas aplicações práticas e do funcionamento do olho humano.

LENTES ESFÉRICAS, INSTRUMENTOS ÓPTICOS E VISÃO HUMANA

I. Lentes esféricas

São lentes nas quais pelo menos uma das superfícies é uma calota esférica. As mais comuns são as de vidro, imersas no ar.

Convergência

Se a lente for de vidro e estiver imersa no ar, vale a seguinte regra: a lente cujas bordas são mais largas que a região central será divergente; a lente cujo centro for mais largo que as bordas será convergente.

I. Lentes esféricasElementos de uma lente esférica


Raios particulares

• Incidência sobre o foco principal objeto

• Incidência paralela ao eixo principal

• Incidência sobre o centro óptico



Equação de Gauss

Analisando os sinais das variáveis na expressão acima:

• p e p’ positivos: posição do objeto antes da lente e posição da imagem depois da lente;

• p e p’ negativos: posição do objeto depois da lente e posição da imagem antes da lente;

• f > 0: lente convergente;

• f < 0: lente divergente.


Relação entre a posição do objeto p com a posição da imagem p’ e a distância focal f :


• i e o positivos: imagem e objeto direitos (de cabeça para cima);• i e o negativos: imagem e objeto invertidos (de cabeça para baixo).

Fórmula de Halley



II. Instrumentos ópticos

A) Lupa B) Esquema de representação da lente e de formação da imagem

GJE

RM

UN

D A

LSO

S/S

HUTT

ERSTO

CK


Microscópio composto

O aumento total do microscópio é resultado do produto dos aumentos da objetiva e da ocular:

A) Microscópio composto de duas oculares e três objetivas intercambiáveis B) Esquema de representação da composição de lentes e de formação da imagem

II. Instrumentos ópticosO

PEN

BES

TD

ES

IGN

STO

CK

/S

HU

TTER

STO

CK


Luneta astronômica

O aumento angular da luneta é o quociente entre as distâncias focais da objetiva e da ocular:

A) Uma luneta astronômica também necessita de duas lentes convergentes, objetiva e ocular. B) Observe que o foco imagem da objetiva coincide com o foco objeto da ocular.

II. Instrumentos ópticosA

LEX

AN

DER

KO

LO

MIE

TZ

/SH

UTTER

STO

CK


Projetor de slides

II. Instrumentos ópticos


Esquema de funcionamento do mecanismo projetor de slidese da formação de imagens

III. Óptica da visão

O olho humano compõe-se de diversas estruturas que contribuem para a captação e a focalização das imagens. Uma delas é uma lente convergente, cuja distância focal é ajustada pelos músculos ciliares, que alteram o raio de curvatura da lente. Limites para a acomodação visual:

Ponto próximo: distância mínima para uma visão nítida. Nele, os músculos ciliares estão contraídos ao máximo. Num indivíduo de visão normal, está a cerca de 25 cm do olho.

Ponto remoto: distância máxima para uma visão nítida. Nele, os músculos ciliares estão totalmente relaxados. Num indivíduo de visão normal, está no infinito (no caso, distância de alguns quilômetros).


Distúrbios

Miopia

O ponto remoto do míope não está no infinito. A correção se faz com uma lente divergente cuja distância focal coincida com a

posição do ponto remoto f = -pR.

Hipermetropia

O ponto próximo pp do hipermetrope não está a 25 cm, e sim a

uma distância maior. A correção se faz com uma lente convergente, cuja distância focal obedeça à relação:



AstigmatismoA imagem do objeto na retina fica manchada, em razão de irregularidades na curvatura da córnea. A correção é feita com lentes cilíndricas.

PresbiopiaEndurecimento do cristalino e perda da capacidade de contração dos músculos ciliares que ocorre com o envelhecimento. É corrigida do mesmo modo que a hipermetropia (lentes convergentes).

EstrabismoDesalinhamento dos eixos ópticos em que cada eixo do olho aponta para uma direção. A correção é feita por meio de cirurgia, lentes prismáticas ou, em alguns casos, exercícios ortópticos.


Distúrbios


(UFMG)

Desenhe, na ilustração abaixo, a imagem do objeto O formada pela lente convergente L, e caracterize-a quanto a natureza, orientação e tamanho em relação ao objeto.

RESPOSTA: Dado que a distância do objeto (O) à lente é o dobro da distância focal (f), conclui-se que o objeto se encontra sobre o ponto antiprincipal objeto (Ao). Para determinar a imagem graficamente, é suficiente a escolha de dois raios de luz cujo comportamento ao emergir da lente seja conhecido. Características da imagem: real, invertida e do mesmo tamanho do objeto.

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LENTES ESFÉRICAS, INSTRUMENTOS ÓPTICOS E VISÃO HUMANA – NO VESTIBULAR

EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

(PUC-Campinas-SP) Um objeto real é disposto perpendicularmente ao eixo principal de uma lente convergente, de distância focal de 30 cm. A imagem obtida é direita e duas vezes maior que o objeto.

Nessas condições, a distância entre o objeto e a imagem, em cm, vale:a) 75. b) 45. c) 30. d) 15.e) 5.

5EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: D


(Fuvest-SP) 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 3 vezes, é obtida sobre a tela.

Para que isso seja possível, a lente deve ser:

9EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: A


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.

(Uerj) Uma pessoa míope não enxerga nitidamente objetos colocados a distâncias maiores do que 40 cm de seus olhos.

O valor absoluto da convergência de suas lentes corretoras, em dioptrias, é igual a:a) 1,5. b) 2,5. c) 3,5. d) 4,5.

13EX

ER

CÍC

IOS

ES

SEN

CIA

IS

RESPOSTA: B


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