Lentes

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Lentes
 As lentes esféricas fazem parte do estudo da física óptica, sendo um dispositivo óptico composto por três meios homogêneos e transparentes (dois meios podem ser iguais: ar-vidro- ar). 
 Nesse sistema, dois dioptros estão associados, sendo que um deles é necessariamente esférico. O outro dioptro pode ser plano ou esférico.
 As lentes possuem uma grande importância em nossas vidas, posto que com elas podemos aumentar ou reduzir o tamanho de um objeto. Ex: óculos, lupa, microscópicos...
 Há seis tipos diferentes de lentes, levando-se em conta sua seção transversal. 
 Para um observador externo à lente, que esteja olhando cada uma de suas faces, elas podem apresentar-se côncavas, convexas ou planas. 
 Nomenclatura:
· Primeiro colocamos o nome da face de maior raio de curvatura; 
· Em seguida, o nome da de menor raio de curvatura; 
· Quando as duas faces têm nomes iguais fazemos uso do prefixo bi (biconvexa, bicôncava), 
· Quando uma das faces é plana, seu nome vem em primeiro lugar (plano-côncava ou plano-convexa).
Lentes convergentes 
 Lentes convergentes são lentes de bordas finas.
· Biconvexa: duas faces convexas.
· Plano-convexa: uma face plana e outra convexa.
· Côncava-convexa: uma face côncava e outra convexa. 
Biconvexa Plano-convexa Côncava-convexa 
Lentes divergentes 
 Lentes divergentes são lentes de bordas grossas.
· Bicôncava: duas faces côncavas.
· Plano-côncava: uma face plana e outra côncava.
· Convexa-côncava: uma face convexa e outra côncava. 
Bicôncava Plano-côncava Convexa-côncava 
Comportamento óptico
 Ao incidir (numa das faces de uma lente) um feixe cilíndrico de luz paralelamente ao eixo principal podemos ver que o feixe de luz incidente, ao sair através da outra fase da lente e dependendo dos índices de refração do meio e da lente, pode ser convergente ou divergente, independentemente de se tratar de uma lente de bordas delgadas ou espessas.
Do índice menor para o maior.
n1 < n2
n1 > n2
Do índice maior para o menor.
 Representa-se simplificadamente uma lente, de acordo com o comportamento óptico que se apresenta, por um segmento de reta perpendicular ao eixo principal. 
 Dessa forma, os vértices da lente se confundem, ou seja, através dessa representação a espessura da lente é desprezada. Esse ponto comum é chamado de centro óptico O da lente.
 Borda fina Borda grossaEm condições normais
 ar→ vidro/acrílico→ ar 
 O foco principal do objeto é o ponto (F) localizado sobre o eixo principal em que se associa a formação de uma imagem imprópria.
 Qualquer raio de luz que parte do foco e incide sobre uma lente esférica emerge paralelamente ao eixo principal da lente esférica. 
 O foco principal imagem é o ponto (F’), localizado sobre o eixo principal, onde se associa a um ponto impróprio. 
 Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal sempre chega ao foco principal imagem (F’).
 Nas lentes esféricas existem dois focos simétricos em relação ao centro óptico da lente esférica. Portanto, F e F’ estão à mesma distância do centro óptico da lente.
· Na lente convergente o foco é real (+).
· Na lente divergente o foco é virtual (-).Na lente divergente A→A’ e F→F’ estão invertidos comparados à convergente.
 Os focos principais objeto e imagem (F e F'), cujas distâncias à lente são iguais a f, são chamados distância focal.
 Os pontos A e A' são denominados pontos anti-principais objeto e imagem, respectivamente. Eles estão situados a uma distância 2f do ponto O que é o centro óptico da lente.
Raios notáveis 
Que incidem na lente delgada: 
· Paralelo ao eixo principal e emerge numa direção que passa pelo foco principal imagem. 
· Incide numa direção que passa pelo foco principal F e emerge ao eixo principal.
 Raio notável que incide na lente passando pelo centro óptico O; atravessa a lente sem sofrer desvio.
 Ao invés de refletir (como os espelhos) os raios refratam (passa de um meio para outro).
↳ Se um raio de luz incidir paralelamente ao eixo principal, ele emerge passando por F(i); 
↳ Se um raio de luz incidir passando por O, ele emerge sem sofrer desvio; 
↳ Se um raio de luz incidir passando por F(o), ele emerge paralelamente ao eixo principal.
Vergência
 Dada uma lente esférica em determinado meio, chamamos vergência da lente (V) a unidade caracterizada como o inverso da distância focal. 
 A unidade utilizada para caracterizar a vergência no S.I de medidas é a dioptria, simbolizado por di.
 Um dioptria equivale ao inverso de um metro, ou seja:
 Uma unidade equivalente a dioptria é o grau:
 Quando a lente é convergente usa-se a distância focal positiva (f>0) e para uma lente divergente se uma distância focal negativa (f<0).
Formação de imagens e características
Lente divergente
 A imagem terá a mesma característica, independentemente da posição do objeto.
 Imagem virtual (-di), direita (+i) e menor (0<A<1). Lentes para correção da miopia.
Lente convergente 
Antes do ponto A
 Imagem real (+di), invertida (-i) e menor(0<x<1). Máquina fotográfica e olho humano.
Sobre o ponto A
 Imagem real (+di), invertida (-i) e igual(A=1). Máquina de xerox.
Entre A e F
 Imagem real (+di), invertida (-i) e maior (A>1). Projetores. 
Sobre F
 Imagem imprópria.
Entre F e O
 Imagem virtual (-di), direita (+i) e maior (A>0). Lupa.
Equação de Gauss
fo= foco f >0 – lente convergente f <0 – lente divergente 
di= distância da imagem
do= distância do objeto 
Aumento linear (A)