Relatório 6- lentes

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS - CCE
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
Física Experimental IV – 5278/01
Lentes
Acadêmico(s):
Ana Carolina Fernandes Parola RA: 112424
Luanna Steindorff Guandalini Soares RA: 119779
Nathália Cristina Lopes RA: 119782
Professor: Marlon Ivan Valerio Cuadros
Maringá-PR
13 de abril de 2022
01 - Complete a tabela 1. Compare os valores obtidos para distância focal
(f) da lente biconvexa, com o seu valor nominal. Comente os resultados.
Tabela 1: Distância focal de uma lente convergente.
Medida direta
Objeto→∞ Autocolim. Pt. focal imagem
i=f (cm) o=f (cm) i=f (cm)
14,5 20 12,5
14,3 18,5 13,2
13,0 19,5 15,0
14,5 20,3 13,5
f=14,075 f=19,575 f=13,55
Medida indireta
Imagem>Objeto Imagem<Objeto
o (cm) i (cm) f (cm) o (cm) i (cm) f (cm)
27 39,5 16,05 40,5 25,5 15,69
26,5 35,5 15,23 43,5 24,0 15,48
24,5 42,0 15,49 31,5 29,5 15,29
24,5 44,0 15,77 40,0 25,5 15,62
=15,63𝑓 =15,52𝑓
Cálculos para f(cm):
Usaremos a equação (69): = +1𝑓
1
𝑜
1
𝑖
Medida Indireta:
. Imagem>Objeto:
I) = +1𝑓
1
27
1
39,5 → 𝑓 = 16, 05𝑐𝑚
II) = +1𝑓
1
26,5
1
35,5 → 𝑓 = 15, 23𝑐𝑚
III) = +1𝑓
1
24,5
1
42 → 𝑓 = 15, 49𝑐𝑚
2
IV) = +1𝑓
1
24,5
1
44 → 𝑓 = 15, 77𝑐𝑚
. Imagem<Objeto.
I) = +1𝑓
1
40,5
1
25,5 → 𝑓 = 15, 69𝑐𝑚
II) = +1𝑓
1
43,5
1
24,0 → 𝑓 = 15, 48𝑐𝑚
III) = +1𝑓
1
31,5
1
29,5 → 𝑓 = 15, 29𝑐𝑚
IV) = +1𝑓
1
40,0
1
25,5 → 𝑓 = 15, 62𝑐𝑚
Comparando os valores obtidos com o valor nominal fornecido pelo fabricante de
f=15cm, temos:
Medida Direta:
.Objeto→∞
d= 6,16%15−14,07515
|| ||𝑥100% =
.Autocolim:
d= 30,5%15−19,57515
|| ||𝑥100% =
.Pt. focal imagem:
d= 9,66%15−13,5515
|| ||𝑥100% =
Medida Indireta:
Imagem>Objeto:
d= 4,2%15−15,6315
|| ||𝑥100% =
Imagem<Objeto:
d= 3,46%15−15,5215
|| ||𝑥100% =
Pelo cálculo dos desvios percentuais, podemos concluir que houve uma
divergência entre os dados coletados e o valor fornecido pelo fabricante. A medida
direta não obtivemos uma grande precisão, visto que alcançamos um desvio de
30,5%, mas os dados da medida indireta foram satisfatórios já que o desvio
calculado foi baixo.
3
02 -Utilizando a equação para lente delgada, mostre que a distância focal
medida pelo método de autocolimação é relativa ao ponto focal objeto ( ).𝐹
𝑜
Da equação (69) temos que:
= +1𝑓
1
𝑜
1
𝑖
Onde:
f= distância focal;
o=objeto;
i=imagem;
Substituindo os valores teremos:
I) = +1𝑓
1
20
1
20 → 𝑓 = 10𝑐𝑚
II) = +1𝑓
1
18,5
1
20 → 𝑓 = 9, 61𝑐𝑚
III) = +1𝑓
1
19,5
1
20 → 𝑓 = 9, 90𝑐𝑚
IV) = +1𝑓
1
20,3
1
20 → 𝑓 = 10, 10𝑐𝑚
03 - Porque no método de medida indireta existem duas posições para
a lente, nas quais se observa a imagem no anteparo ?
Porque uma posição é dada quando o objeto é colocado entre a lente e o
centro de curvatura, formando uma imagem menor que o objeto. A outra posição é
quando o objeto está entre o foco e a lente, formando, então, uma imagem maior
que o objeto.
04 - Para todos os métodos utilizados, faça a determinação gráfica da ima-
gem, para a lente convergente, usando o diagrama de raios principais.
Para o experimento em questão, utilizamos 5 métodos:
I) Objeto entre a lente e o foco:
A imagem formada é virtual, direita e maior que o objeto.
4
II) Objeto sobre o foco: sem formação de imagem;
III) Objeto entre o foco e a dupla distância focal:
A imagem formada é real, invertida e maior que o objeto.
IV) Objeto na dupla distância focal:
A imagem formada é real, invertida e do mesmo tamanho que o objeto.
V) Objeto além da dupla distância focal:
A imagem formada é real, invertida e menor que o objeto.
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05 - Complete a tabela 2. Compare os valores obtidos para distância focal
(f) da lente divergente, com o seu valor nominal. Comente os resultados.
Tabela 2: Distância focal de uma lente divergente.
Objeto
Real (o→∞)
F (cm) (cm)𝐹
𝑑
75 -27,27
72 -27,69
74 -27,40
74 -27,40
= 73,75𝐹 = -27,44𝐹
𝑑
Considerando o valor nominal para fornecido pelo fabricante da𝐹
𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
=− 20𝑐𝑚
lente, pela equação 72 podemos achar 𝐹
𝑑
:
1
𝐹 =
1
𝐹
𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
+ 1𝐹
𝑑
1
𝐹
𝑑
= 1𝐹
𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙
− 1𝐹
Substituindo os valores, temos:
I) -27,27 cm1𝐹
𝑑
= 175 −
1
20 → 𝐹𝑑 =
II) -27,69 cm1𝐹
𝑑
= 172 −
1
20 → 𝐹𝑑 =
III e IV) -27,40 cm1𝐹
𝑑
= 174 −
1
20 → 𝐹𝑑 =
Calculando o desvio percentual:
I) d= 36,35%−20−(−27,27)20
|| ||𝑥100% =
II) d= 38,45%−20−(−27,69)20
|| ||𝑥100% =
III) d= 37%−20−(−27,40)20
|| ||𝑥100% =
6
Pelos resultados obtidos e pelos desvios percentuais altos, pode-se concluir
que os resultados obtidos não foram satisfatórios. Ademais, obtemos a distância
focal negativa, conforme o esperado para lentes divergentes.
06 - Faça a determinação das imagens, usando diagrama de raios, nos dois
métodos da parte 2.
Objeto real no infinito:
Objeto virtual:
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