Slide - Alguns Fundamentos de Ótica - Eletromagnetismo 2021-2

Instrumentos Ópticos. Formação da Imagem no Olho Humano. pupila cristalino retina córnea Visão Míope. Instrumentos Ópticos. Uma pessoa míope consegue ver objetos próximos com nitidez, mas os distantes são visualizados como se estivessem embaçados (desfocados). Correção do Olho Míope. Instrumentos Ópticos. Visão Hipermétrope. Uma pessoa com hipermetropia consegue ver objetos longínquos com nitidez, mas os próximos são visualizados como se estivessem embaçados (desfocados). Instrumentos Ópticos. Correção do Olho Hipermétrope. Câmera Sony 90. Máquina Fotográfica. Imagem real Filme Obturador Diafragma de controle da abertura Conjunto de lentes Objeto (a) Semelhança com o Olho Humano. Instrumentos Ópticos. Imagem formada sobre a retina Cristalino Lente Máquina fotográfica Imagem formada sobre o filme Objeto LUPA. Instrumentos Ópticos. LUPA. Instrumentos Ópticos. EXEMPLO CONCEITUAL Conceptual Example 36.1 Multiple Images Formed by Two Mirrors Two flat mirrors are perpendicular to each other as in Figure 36.6, and an object is placed at point O. In this situation, multiple images are formed. Locate the position of these images. Solution The image of the object is at f3 in mirror 2, f1 in mirror 1. In addition, a third image is formed at f3. This third image is the image of f3 in mirror 2; consequently, the image of f3 in mirror 1. Thus, the image at (f1) can be viewed as the object for (f2). Note that far from this setup, the rays reflect twice before leaving the object. ESPELHOS CÔNCAVOS Algumas características dos espelhos côncavos: O centro de curvatura, C, está a uma distância finita e na frente do espelho (para o espelho plano estava a uma distância infinita). O campo de visão diminui com relação ao espelho plano A distância da imagem aumenta em relação ao espelho plano. O tamanho da imagem aumenta em relação ao espelho plano. ESPELHOS ESFÉRICOS Espelhos Côncavos Espelhos Convexos ESPELHOS CONVEXOS Algumas características dos espelhos convexos: O centro de curvatura, C, está a uma distância finita e atrás do espelho (para o espelho plano estava a uma distância infinita). O campo de visão aumenta com relação ao espelho plano A distância da imagem diminui em relação ao espelho plano. O tamanho da imagem diminui em relação ao espelho plano. PONTOS FOCAIS DOS ESPELHOS ESFÉRICOS Vamos considerar um objeto situado no eixo central a uma grande distância do espelho. Ponto focal real Distância focal Positiva Ponto focal virtual Distância focal Negativa PONTOS FOCAIS DOS ESPELHOS ESFÉRICOS Em ambos os casos, a relação entre a distância focal, f, e o raio de curvatura do espelho é dada por: sendo R positivo para o espelho côncavo e negativo para o convexo. Uma vez definida a distância focal, f, podemos determinar a relação entre a distância da imagem, q, e a do objeto, p. IMAGENS PRODUZIDAS POR ESPELHOS ESFÉRICOS-CÔNCAVOS IMAGENS PRODUZIDAS POR ESPELHOS ESFÉRICOS Quando o objeto está exatamente no foco, os raios refletidos são paralelos e, portanto, nem eles e nem seus prolongamentos se interceptam, assim, não se forma uma imagem. Esta expressão se aplica para qualquer espelho (plano, côncavo ou convexo) desde que seja válida a aproximação de pequenos ângulos. IMAGENS PRODUZIDAS POR ESPELHOS ESFÉRICOS Esta aproximação quer dizer que sen(θ)~θ e cos(θ)~1, i.e., os raios de luz estão muito próximos do eixo principal (eixo ótico), sendo conhecidos também por raios paraxiais. Em 1841 Gauss construiu uma análise nesta aproximação, que é conhecida como ótica Gaussiana, paraxial ou de primeira ordem. IMAGENS PRODUZIDAS POR ESPELHOS ESFÉRICOS O tamanho do objeto medido perpendicularmente ao eixo central do espelho é chamado altura do objeto, h, ou da imagem, h’. A razão h’/h, é o chamada ampliação lateral do espelho, M. IMAGENS PRODUZIDAS POR ESPELHOS ESFÉRICOS Por convenção: M>0 quando a imagem tem mesma orientação do objeto M<0 quando a imagem tem orientação oposta a do objeto PROPRIEADE DOS ESPELHOS ESFÉRICOS - DIAGRAMA DE RAIOS 1- Todo raio inicialmente paralelo ao eixo central, reflete-se passando pelo foco 2- Todo raio que passa pelo foco (F) reflete-se paralelamente ao eixo central PROPRIEDADE DOS ESPELHOS ESFÉRICOS - DIAGRAMA DE RAIOS ▫ 3 - Todo raio que passa pelo centro de curvatura, C, reflete sobre si mesmo ▫ 4 - Todo raio que incide sobre o vértice, V, do espelho, reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal ATENÇÃO AOS SINAIS Sign Conventions for Mirrors Quantity Positive When Negative When Object location (p) Object is in front of mirror (real object) Object is in back of mirror (virtual object) Image location (q) Image is in front of mirror (real image) Image is in back of mirror (virtual image) Image height (h′) Image is upright Image is inverted Focal length (f) and radius (R) Mirror is concave Mirror is convex Magnification (M) Image is upright Image is inverted ALGUNS EXEMPLOS ☻Ex.1: Assume that a certain spherical mirror has a focal length of +10.0 cm. Locate and describe the image for object distances of (A) 25.0 cm, (B) 10.0 cm, and (C) 5.00 cm. ALGUNS EXEMPLOS ☻Solução Ex.1: (A) This situation is analogous to that in Figure 36.15a; hence, we expect the image to be real. We find the image distance by using Equation 36.9: 1/25.0 cm + 1/q = 1/10.0 cm q = +16.7 cm The magnification of the image is given by Equation 36.2: M = −q/p = −16.7 cm/25.0 cm = −0.668 The fact that the absolute value of M is less than unity tells us that the image is smaller than the object, and the negative sign for M tells us that the image is inverted. Because q is positive, the image is located on the front side of the mirror and is real. ALGUNS EXEMPLOS ☻Solução Ex.1: (B) When the object distance is 10.0 cm, the object is located at the focal point. Now we find that 1/10.0 cm + 1/q = 1/10.0 cm q = ∞ which means that rays originating from an object positioned at the focal point of a mirror are reflected so that the image is formed at an infinite distance from the mirror; that is, the rays travel parallel to one another after reflection. This is the situation in a flashlight, where the bulb filament is placed at the focal point of a reflector, producing a parallel beam of light. ALGUNS EXEMPLOS ☻Solução Ex.1: (C) When the object is at p = 5.00 cm, it lies halfway between the focal point and the mirror surface, as shown in Figure 36.15b. Thus, we expect a magnified, virtual, upright image. In this case, the mirror equation gives 1/5.00 cm + 1/q = 1/10.0 cm q = −10.0 cm The image is virtual because it is located behind the mirror, as expected. The magnification of the image is M = −q/p = −(−10.0 cm)/5.00 cm = +2.00 The image is twice as large as the object, and the positive sign for M indicates that the image is upright (see Fig. 36.15b). Representação: Todo Raio que atravessa o centro óptico, atravessa a lente sem sofrer desvio Se o raio incidente passa pelo foco do objeto ele emerge paralelo ao eixo principal Se o raio incidente for paralelo ao eixo secundário ele emerge pelo foco imagem secundário Formação de Imagem Lado Imaginário Lado Real Formação de Imagem lente Convergente A imagem é menor, real e invertida. A imagem é maior, real e invertida. A imagem é imprópria. A imagem é maior, virtual e direta. Lente Divergente : formação de imagem Imagem: imaginária, direita, menor que o objeto Estudo analítico das lentes unesp\ UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Campus de Ilha Solteira Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira p' = negativo p' = positivo Aumento Linear Transversal m= y o =- p' p ϒ' (direita) = positivo ϒ'(invertida) = negativo Lentes e Intrumentos ópticos Alex Otávio Sanches Rafael Zadorosny Estudo analítico das lentes Equação dos pontos Conjugados (Gauss) 1 = 1 + 1 f p p' p' = negativo p' = positivo O Olho Humano. Conjuntiva Córnea Pupila Íris Cristalino Retina Mácula Eixo visual Nervo óptico Artéria e veia centrais da retina Ponto cego Coroide unesp\ Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira Pupila Íris Telescópio. Instrumentos Ópticos. Telescópio. Telescópio Reflector ou Newtoniano: é o tipo mais utilizado para observação dos astros. Tem como característica a sua objetiva, que é um espelho esférico (ou parabólico).