- Uma lente de aumento muito simples:
Experimento 1: LENTE D'ÁGUA
Objetivo
O objetivo deste experimento é construir uma lente de aumento.
Contexto
Lentes são objetos translúcidos que apresentam duas superfícies refrativas. A refração é o fenômeno no qual a luz muda sua direção de propagação ao mudar de um meio para outro, como por exemplo, água e ar, ar e vidro etc. O índice de refração (n) é uma propriedade de um determinado meio (por exemplo: nar = 1; nvidro = 1,52; nágua = 1,33) e que influencia diretamente a intensidade e a direção do raio de luz refratado. As lentes de aumento são, em geral, lentes de bordos finos mergulhadas em uma substância de índice de refração menor do que o do material de que é formado a lente. São usadas para ampliar imagens.
Tipos de lentes
| Bordos finos | Bordos espessos | |
| n2 > n1 | convergente | divergente |
| n2 < n1 | divergente | convergente |
Uma lente convergente concentra a luz, enquanto uma lente divergente espalha a luz.
Idéia do Experimento
Faz-se uma argola de arame e mergulha-se ela em água. A tensão superficial da água - propriedade que as moléculas de água têm de se manterem unidas - faz com que a gota fique presa de forma abaulada na argola de arame, formando uma lente biconvexa e, portanto, convergente. Quando se aproxima a lente de algo e se olha através dela, observa-se que ela aumenta a imagem, ou seja, funciona como uma lente de aumento.
Tabela do Material
| Item | Observações |
| Arame de cobre | Pode ser substituído por arame de aço fino. |
| Água | |
| Lápis | Só será utilizado para enrolar o arame dando forma a argola, portanto, pode ser substituído por qualquer outro objeto de forma cilíndrica. Tentamos objetos de diâmetro maior, mas não obtivemos resultados satisfatórios. |
Montagem
- Enrole e torça o arame em volta do lápis para formar uma argola.
- Mergulhe a argola na água, de modo que uma gota fique presa à argola.
Esquema Geral de Montagem
Figura 1 - Este foi o método utilizado para dobrar o arame.
Figura 2 - Lente de aumento sobre a palavra "aumento".
- Uma lente feita de água
Experimento 2: LENTE CONVERGENTE
Objetivo
O objetivo deste experimento é construir um sistema onde é possível observar a trajetória de um raio sendo refratado por uma lente convergente.
Contexto
Lentes são objetos translúcidos que apresentam duas superfícies refrativas. Lentes convergentes são, em geral, lentes de bordos finos mergulhadas em uma substância de índice de refração menor do que o do material de que é formado a lente. São muito utilizadas pela medicina para corrigir doenças da visão, como por exemplo, a miopia.
Idéia do Experimento
Uma caixa de sapatos com uma lâmpada dentro é arranjada de modo que saia dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma lente convergente feita com uma régua e um pedaço de uma garrafa de refrigerante cheia de água, é refratado. Mudando-se a posição de incidência do raio sobre a lente, observa-se que eles convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar.
Tabela do Material
| Item | Comentários |
| Fio elétrico | |
| Bocal de lâmpada | |
| Plug elétrico | |
| Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal. | Tentamos realizar o experimento com lâmpadas de potências maiores, mas não obtivemos resultados satisfatórios. |
| Caixa de Sapatos | |
| Garrafa plástica de Coca-cola de 600mL | |
| Régua Molegata da marca TRIDENT | |
| Cartolina | |
| Adesivo plástico para PVC (cola de cano) | Pode ser substituído por qualquer tipo de super-cola (Super-Bonder) |
| Água | |
| Duratex | Pode ser substituído por qualquer tipo de madeira. |
Montagem
- Corte uma fatia da garrafa na parte mais lisa, onde fica o rótulo, com aproximadamente três centímetros de largura.
- Corte a fatia ao meio, transversalmente, de modo que vista de cima, tenha a forma de um semi-círculo.
- Cole as duas extremidades da "semi-fatia" na régua e depois cole-as na madeira de 30 x 80cm.
- Corte um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 1).
- Cole um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado.
- Faça apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da caixa (ver figura 2).
- Monte o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal).
- Coloque a lâmpada sobre a madeira e tape-a com a caixa. A luz emitida pela caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na cartolina colada onde foi retirado um retângulo da caixa.
- Coloque água dentro da caixa feita com a régua e a garrafa e direcione a ela o feixe emitido pela caixa.
Comentários
- Acredita-se que se o feixe emitido pela caixa de sapatos for substituído por um laser-point, também apresentará um bom resultado.
Esquema Geral de Montagem
Experimento 3 (o mais legal!!): FEIXES CONVERGENTES E DIVERGENTES
- Se você tiver/conseguir uma lente como essas das figuras abaixo, pode construir um anteparo (com um papelão, ou algum material que bloqueie a passagem da luz de uma lanterna ), fazer uns 5 ou 6 furinhos no anteparo e incidir a luz da lanterna por esses furos. Em seguida, os raios de luz incidem em uma lente convergente ou divergente. Lembre-se de fazer uma base escura, com uma madeira ou algo que seja fácil de perceber a luz.
Material:
- Uma lente convergente e uma lente divergente
- Papelão, chapa de compensado (ou algo parecido para construir o anteparo)
- Lanterna
- Uma base de madeira
Objetivos:
- Observar o caminho dos raios de luz ao atravessar uma lente convergente.
- Observar o caminho dos raios de luz ao atravessar uma lente divergente.
Conceitos Envolvidos: Propagação retilínea da luz e refração em lentes.
- Primeiro caso - lente convergente: Incidir uma fonte de luz em uma fenda múltipla separando-a em feixes de luz, os quais incidem em um lente convergente. Como os feixes de luz estão paralelos, a lente redireciona os feixes para um único ponto, conhecido como foco. As lentes das fotos acima possuem distâncias focais diferentes.
- Segundo caso - lente divergente: Incidir uma fonte de luz em uma fenda múltipla separando-a em vários feixes de luz, os quais incidem em uma lente divergente. A lente divergente refratando a luz para longe do eixo vertical, faz com que os raios divirjam.
Questões:
- Quais são os tipos de lentes? Cite exemplos.
- Explique as lentes convergentes.
- Explique as lentes divergentes.
- Quais são as características de uma imagem que se forma se colocarmos uma lente divergente próxima de um objeto? Cite exemplos.
- No caso de lentes convergentes, as características da imagem dependem da posição do objeto em relação à lente. Explique os cinco casos citados no livro de Física (pág. 239 e 240).
- Quanto à óptica da visão, descrita no capítulo 42 do livro de Física (página 242), explique como corrigir miopia e hipermetropia de um olho humano com o auxílio de lentes. Dê uma olhada nesse site também: http://mathematikos.psico.ufrgs.br/disciplinas/ufrgs/mat01039031/webfolios/estereogramas/problemasdevisao.html
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