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Universidade Federal de Viçosa Centro de ciências exatas Departamento de física FIS 120 – Laboratório de Física Formação de Imagens Renata Machado Penna - 64256 Viçosa – MG Outubro 2012 1- TÍTULO: Formação de Imagens 2- OBJETIVO GERAL: Determinar experimentalmente a distância focal de espelhos e lentes 3- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: Damos o nome de formação de imagem à capacidade de alguns sistemas de focalizar (concentrar), em uma dada região do espaço a luz proveniente de uma fonte pontual. Esta região onde a luz converge é chamada de imagem da fonte pontual. Podemos pensar que um objeto extenso é formado por infinitas fontes pontuais de luz deslocadas espacialmente uma das outras, desta forma se um sistema é capaz de formar a imagem de uma fonte pontual de luz, ele será capaz de formar a imagem de um objeto extenso. A formação de imagem pode ser perfeitamente descrita utilizando-se um tratamento simples para a luz, chamado de Óptica Geométrica. No modelo da óptica geométrica, a luz é descrita por raios que representam a direção de propagação da luz. A óptica geométrica pode ser pensada como o limite da óptica ondulatória quando o comprimento da onda da luz vai à zero, e pode ser empregado quando as dimensões dos objetos que interagem com a luz são muito maiores que o comprimento de onda da luz. Seja um sistema óptico projetado para se obter uma imagem de um objeto. Esta imagem é classificada de duas formas: imagem real e imagem virtual. Numa imagem real o raio luminoso passa efetivamente pelo ponto imagem; na imagem virtual a luz se comporta como se divergisse do ponto imagem sem, entretanto, passar efetivamente por ele. Exemplo: Estes sistemas ópticos são constituídos por diafragmas, superfícies refringentes ou refletoras planas ou curvas. As superfícies esféricas podem ser classificadas de duas formas: superfície côncava e convexa. Uma superfície esférica, quando vista de dentro, é dita côncava e quando vista de fora é convexa. 4- METODOLOGIA: ● Primeira parte: espelho côncavo. Material utilizado: Banco ótico com anteparo, espelho côncavo (f=10 cm), trena e régua milimetradas, objeto luminoso (vela ou lâmpada incandescente). Procedimento: a) Foi montado o banco ótico, com o espelho côncavo, anteparo e objeto (vela ou lâmpada incandescente), de forma a obter imagens reais. b) Para diferentes distâncias do objeto ao espelho (superiores à distância focal), foram medidas as respectivas distâncias da imagem, utilizando uma trena milimetrada, completando a tabela abaixo. c) Variando o ângulo de incidência foi completada a tabela abaixo. o (cm) 12,00 13,00 14,00 16,50 40,00 i (cm) 67,00 47,00 44,00 29,00 12,00 f (cm) 10,2 10,2 10,6 10,5 9,2 ● Segunda parte: lente convergente. Material utilizado: Banco ótico com anteparo, lente convergente (f=20 cm), trena e régua milimetradas, objeto luminoso (vela ou lâmpada incandescente). Procedimento: a) Foi obtida, com a lente convergente, a imagem de um objeto muito distante (o >>> f) e anotado o i obtido. A que corresponde a distância i obtida? i= (44,0) cm b) Foi montado, em seguida, o banco ótico, distanciando o objeto luminoso do anteparo de uma distância previamente estabelecida (D = 1,20 m). c) Mantendo fixa essa distância D, movimente a lente entre o objeto e o anteparo até obter, nesse último, duas imagens nítidas. Foram marcadas as posições dessas imagens e medido a distância d entre elas. d= (71,0) cm. 5- RESULTADOS E DISCUSSÃO: ● Primeira parte: espelho côncavo. ATIVIDADES: Faça uma ilustração da montagem. Sabendo que fesperado= 10,00 cm, determine o erro relativo percentual obtido na realização da prática. Erro = Valor esperado – Valor encontrado x 100 Valor esperado Erro = 10,14 – 10,00 x 100 = 1,4% 10,00 Através do gráfico de 1/i versus 1/o, determine a distância focal do espelho. Utilize o papel milimetrado. ● Segunda parte: lente convergente. ATIVIDADES: Faça uma ilustração da montagem. A partir da equação de Bessel, equação (2), determine a distância focal da lente e compare esse resultado com o valor esperado e com o valor obtido a partir da captação da imagem de um objeto no infinito. f = (D² - d²) f = (120² - 71²) 14400 – 5041 = 19,5cm 4D 4 x 120 480 A distância focal obtida foi 0,5 cm, menor que a distância focal real de 20 cm, predeterminada da lente utilizada, essa diferença se dá devido a erros de medidas dos manipuladores diminuindo a precisão dos resultados. Sabendo que fesperado= 20,00 cm, determine o erro relativo percentual obtido na realização da prática. Erro = Valor esperado – Valor encontrado x 100 Valor esperado Erro = 20 – 19,5 x 100 = 2,5% 20 6- BIBLIOGRAFIA: Citar toda a bibliografia consultada. (Não somente as indicadas no programa. Citar inclusive as páginas de internet pesquisadas, se esse for o caso.)
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