Lente divergente: características, elementos, tipos, aplicações

As lentes divergentes são aqueles que são mais finos na sua parte central e mais espessa nas extremidades. Como conseqüência, eles separam (fazem divergir) os raios de luz que os atingem paralelamente ao eixo principal. Suas extensões acabam convergindo para o foco da imagem à esquerda da lente.

Lentes divergentes ou negativas, como também são conhecidas, formam o que chamamos de imagens virtuais de objetos. Eles têm várias aplicações. Em particular, a oftalmologia é usada para corrigir a miopia e alguns tipos de astigmatismo.

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Randrijo87 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Portanto, se você sofre de miopia e usa óculos, tem um exemplo perfeito de uma lente divergente na mão.

Características das lentes divergentes

Como explicado acima, as lentes divergentes são mais estreitas na parte central do que nas bordas. Além disso, nesse tipo de lente, uma de suas superfícies é sempre côncava. Isso fornece a esse tipo de lente vários recursos.

Para começar, a extensão dos raios que os afetam resulta em imagens virtuais que não podem ser coletadas em nenhum tipo de tela. É assim porque os raios que passam através da lente não convergem em nenhum momento, pois divergem em todas as direções. Além disso, dependendo da curvatura da lente, os raios se abrirão em maior ou menor grau.

Outra característica importante desse tipo de lente é que o foco está à esquerda da lente, de forma que fique entre ela e o objeto.

Além disso, nas lentes divergentes, as imagens são menores que o objeto e estão entre este e o foco.

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JiPaul / de Henrik [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Elementos de lentes divergentes

Ao estudá-los, é essencial saber quais elementos constituem as lentes em geral e as lentes divergentes em particular.

O centro óptico de uma lente é chamado de ponto através do qual os raios não sofrem nenhum desvio. O eixo principal, entretanto, é a linha que une o referido ponto e o foco principal, sendo este último representado pela letra F.

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O ponto em que todos os raios que atingem a lente paralela ao eixo principal são chamados de foco principal.

Dessa maneira, a distância entre o centro óptico e o foco é chamada de distância focal.

Los centros de curvatura se definen como los centros de las esferas que crean la lente; siendo, de este modo, los radios de curvatura los radios de las esferas que dan origen a la lente. Y ya, por último, se llama plano óptico al plano central de la lente.

Imaging

Para determinar graficamente a formação de uma imagem em uma lente fina, é necessário apenas saber a direção que dois dos três raios cuja trajetória é conhecida seguirão
.

Um deles é o que afeta a lente paralela ao eixo óptico da lente. Uma vez refratada na lente, isso passa pelo foco da imagem. O segundo dos raios cuja trajetória é conhecida é aquele que atravessa o centro óptico. Isso não mudará sua trajetória.

O terceiro e o último é aquele que passa pelo foco do objeto (ou sua extensão cruza o foco do objeto) que, após a refração, seguirá uma direção paralela à do eixo óptico da lente.

Dessa maneira, em geral, um tipo de imagem ou outro será formado nas lentes, dependendo da posição do objeto ou do corpo em relação às lentes.

No entanto, no caso particular de lentes divergentes, independentemente da posição do corpo em frente à lente, a imagem que será formada terá certas características. E é que em lentes divergentes a imagem será sempre virtual, menor que o corpo e direita.

Aplicações

O fato de poderem separar a luz que passa através delas confere às lentes divergentes qualidades interessantes no âmbito da óptica. Dessa forma, eles podem corrigir a miopia e alguns tipos específicos de astigmatismo.

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As lentes oftálmicas divergentes separam os raios de luz, de modo que, quando atingem o olho humano, ficam mais distantes. Assim, quando atravessam a córnea e as lentes, vão mais longe e podem alcançar a retina, executando os problemas de visão das pessoas com miopia.

Tipos

Como já mencionamos, as lentes convergentes têm pelo menos uma superfície côncava. Por esse motivo, existem três tipos de lentes divergentes: biconcave, planoconcave e convexo-côncavo.

As lentes divergentes bicôncavas são formadas por duas superfícies côncavas, os planos côncavos têm uma superfície côncava e plana, enquanto no menisco convexo-côncavo ou divergente uma superfície é levemente convexa e a outra é côncava.

Diferenças com lentes convergentes

Nas lentes convergentes, ao contrário do que ocorre nas lentes divergentes, a espessura diminui do centro para as bordas. Assim, neste tipo de lente, os raios de luz que atingem paralelamente ao eixo principal são concentrados ou convergem em um único ponto (no foco). Dessa maneira, eles sempre criam imagens reais de objetos.

Na óptica, as lentes convergentes ou positivas são usadas principalmente para corrigir a miopia, presbiopia e alguns tipos de astigmatismo.

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Grantexgator [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Equação gaussiana das lentes e ampliação de uma lente

O tipo de lente que é mais comumente estudado são os chamados lentes finas. Isso define todas as lentes cuja espessura é muito pequena em comparação com os raios de curvatura das superfícies que as limitam.

O estudo deste tipo de lente pode ser realizado principalmente através de duas equações: a equação de Gauss e a equação que permite determinar a ampliação da lente.

Equação gaussiana

A importância da equação gaussiana de lentes finas reside no grande número de problemas ópticos básicos que podem ser resolvidos. Sua expressão é a seguinte:

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1 / f = 1 / p + 1 / q

Onde 1 / f é a potência da lente ef é a distância focal ou distância do centro óptico ao foco F. A unidade de medida da potência de uma lente é a dioptria (D), sendo o valor 1 D = 1 m -1 . Por outro lado, pyq são, respectivamente, a distância em que um objeto está localizado e a distância em que sua imagem é observada.

Exercício resolvido

Um corpo é colocado a 40 centímetros de uma lente divergente de -40 centímetros de distância focal. Calcule a altura da imagem se a altura do objeto for 5 cm. Determine também se a imagem está correta ou invertida.

Temos os seguintes dados: h = 5 cm; p = 40 cm; f = -40 cm.

Estes valores são substituídos na equação gaussiana de lentes finas:

1 / f = 1 / p + 1 / q

E você obtém:

1 / -40 = 1/40 + 1 / q

Onde q = – 20 cm

Em seguida, substituímos o resultado obtido anteriormente na equação de ampliação de uma lente:

M = – q / p = – -20 / 40 = 0,5

Obtendo que o valor do aumento é:

M = h ‘/ h = 0,5

Apagando desta equação h ‘, que é o valor da altura da imagem, você obtém:

h ‘= h / 2 = 2,5 cm.

A altura da imagem é de 2,5 cm. Além disso, a imagem está correta desde M> 0 e diminuiu, pois o valor absoluto de M é menor que 1.

Referências

  1. Luz (sd) Na WikipediaRecuperado em 11 de abril de 2019, em es.wikipedia.org.
  2. Lekner, John (1987).Teoria da reflexão, das ondas eletromagnéticas e de partículas . Springer
  3. Luz (sd). Na WikipediaRecuperado em 11 de abril de 2019, de en.wikipedia.org.
  4. Lente (nd). Na WikipediaRecuperado em 11 de abril de 2019, em es.wikipedia.org.
  5. Lente (óptica) . Na WikipediaRecuperado em 11 de abril de 2019, de en.wikipedia.org.
  6. Hecht, Eugene (2002).Optics (4ª ed.). Addison Wesley
  7. Tipler, Paul Allen (1994).Física 3ª edição . Barcelona: Eu inverti.

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