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Universidade Federal de Santa Catarina
Centro de Ciências Físicas e Matemáticas
Departamento de Física
FSC5123 05003B - Física Experimental II
Professor: Paulo Ribeiro
 
INSTRUMENTOS ÓPTICOS
Alunos: Marília Cavenaghi
Paola Crocomo
William Demos
Florianópolis
Maio de 2015
1. INTRODUÇÃO
Os instrumentos ópticos são equipamentos constituídos por peças fundamentais conhecidos como espelhos e lentes.
A utilização destes equipamentos desde a antiguidade foi fundamental para o estudo da astronomia, além de se utilizar vários equipamentos simples no nosso cotidiano, como óculos, lanternas, etc.
Os espelhos e lentes utilizados na fabricação de vários utensílios variam, podendo ser, por exemplo, a lente convergente que é utilizada na fabricação de uma lupa, ou um microscópio, que baseia na utilização de duas lentes convergentes, sendo uma denominada objetiva (próxima do objeto) e outra ocular (próxima ao olho do observador).
 Na primeira parte da prática foram feitas medidas através de um microscópio composto, para a determinação do aumento experimental.
Na segunda parte foram feitas medidas através de uma Luneta de Galileu e um telescópio refrator.
2. RESULTADOS
PRIMEIRA PARTE – Microscópio composto
Tabela 1
	Posição do cursor
	I (mm)
	O (mm)
	ME
	MT
	2,5
	30,9
	0,5
	61,8
	62,5
	3,2
	40,4
	0,5
	80,8
	80
	5,0
	62
	0,5
	124
	125
Tabela 2
	Lâmina
	Posição no cursor
	MT
	I (mm)
	O (mm)
	Nº fendas selecionadas
	Nº fendas cm-1 (NE)
	A
	3,2
	80
	48,3
	0,60
	6
	100
	B
	3,2
	80
	121
	1,51
	6
	40
	C
	3,2
	80
	71,1
	0,89
	2
	22,5
Tabela 2 (continuação) – Fio de cabelo
	Lâmina
	Posição no cursor
	MT
	I (mm)
	O (mm)
	Microscópio
	3,2
	80
	5,2
	0,065
	Micrômetro
	-
	-
	-
	0,053
SEGUNDA PARTE - Telescópios
Tabela 3
	
	Refrator
ƒ1 = 250 mm
ocular = 15x
	Galileu
ƒ1 = 250 mm
ƒ2 = - 40 mm
	d (m)
	5,73
	5,40
	s (cm)
	26
	22,3
	I (cm)
	4,88
	1,5
	O (cm)
	4,93
	4,93
	ME
	20,56
	7,37
3. QUESTIONÁRIO
1. Calcule os erros percentuais entre os aumentos medidos e os teóricos, para as várias posições do cursor utilizadas na Tabela I.
Para o cálculo dos erros percentuais para cada aumento medido, foi utilizada a relação:
 (1)
onde ME = aumento experimental e; MT = aumento teórico. 
A tabela (4) mostra os erros obtidos para cada posição do cursor em que a medida foi realizada.
Tabela 4 – Medidas de aumento medido (ME), aumento teórico (MT) e erro calculado.
	Posição no cursor
	ME
	MT
	E (%)
	2,5
	61,8
	62,5
	1,12
	3,2
	80,8
	80
	1
	5,0
	124
	125
	0,8
2. Calcule o erro percentual entre o NE e o NT fornecidos para a Tabela II, onde N = número de fendas cm-1.
Para o cálculo dos erros experimentais foi utilizada a equação (1) e os valores encontram-se na tabela (5).
Tabela 5 – Número de fendas medido (NE), número de fendas teórico (NT) e erro calculado.
	Lâminas
	Posição no cursor
	NE
	NT
	E (%)
	A
	3,2
	100
	80
	25
	B
	3,2
	40
	40
	0
	C
	3,2
	22,5
	24
	6,25
3. Justifique a escolha feita da posição do cursor nas medidas realizadas na Tabela II.
Como eram apenas três medidas, o critério de escolha foi baseado nos valores de ME para Tabela I, na qual a posição 3,2 do cursor permitia uma melhor visualização do experimento, e gerava o menor erro experimental.
4.a. Calcule os aumentos ME dos dois telescópios, dizendo se as imagens são direitas ou invertidas. Para a Luneta de Galileu, calcule o erro percentual entre o valor medido e o valor teórico.
Pelo telescópio refrator:
ME = = = 20,56 (imagem invertida)
Pela Luneta de Galileu:
ME = = = 7,37 (imagem direita)
Cálculo do erro para Luneta de Galileu:
 
ME = 7,37
 
4.b. Calcule a distância focal da ocular de 15x a partir do aumento ME do telescópio refrator e equação . Calcule o erro percentual deste valor, sabendo que o valor teórico é dado pela equação .
ƒ2 = = -12,2 mm
MTeórico = = = 20,5
 
5. Com o telescópio refrator você obtém uma imagem de 15 cm para uma pessoa com altura de 1,70 m, de pé e no outro lado de um rio de largura desconhecida. Calcule a largura do rio, explicando a resposta.
I = 15 cm
O = 1,70 m = 170 cm
ME = 18,4
Através da equação (2) é possível calcular o valor da distância da ocular até o objeto que está sendo visualizado e, através desse valor, considerando que a ocular está exatamente onde começa o rio e a pessoa está exatamente onde termina o rio, na margem oposta. 
Também deverá ser considerada que a distância entre a objetiva e a ocular de (35 cm – valor experimental) para descontar no valor final de ‘d’ encontrado.
 (2)
onde:
I = tamanho da imagem (cm);
s = distância entre as lentes objetiva e ocular (cm);
O = tamanho do objeto (cm) e;
d = distância entre a lente ocular e o objeto (cm).
Isolando ‘d’ na equação (2), obtém-se a equação (3) e calcula-se o valor de ‘d’:
 (3)
d = 7298,6 cm – 35 cm = 7263,6m = 72,6m
4. CONCLUSÃO
Através desta prática, foi possível medir os aumentos via microscópio composto e via telescópio de Galileu e refrator.
Para a primeira parte da prática, foram calculados erros entre 0,8 e 1,12% para a medida do objeto O através do microscópio.
Para a segunda parte, foram calculados erros variando de 2,5 a 12,5% para o cálculo de fendas por centímetro. 
Para a terceira parte da prática, foram feitas medidas de aumento via telescópio de Galileu e refrator. 
No telescópio de Galileu o aumento ME foi de 6,25, sendo o MTeórico de 7,37. O erro calculado foi de 15,2%.
Para o telescópio refrator, o valor de ME foi de 20,56, sendo o valor teórico de 20,49. O erro calculado foi de 0,34%.
5. REFERÊNCIAS 
1. HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de fisica. 9. ed. Rio de Janeiro (RJ): LTC, 2012.
2. Instrumentos Ópticos. Disponível em: < http://lab2.fisica.ufsc.br/pens5123.html >. Acesso em 26 de maio de 2015.