Aprenda como diferentes lentes formam imagens ao refratar a luz Explicação da refração da luz através de diferentes lentes. Encyclopædia Britannica, Inc. Veja todos os vídeos para este artigo
Lente , em ótica, pedaço de vidro ou outra substância transparente que é usada para formar a imagem de um objeto focalizando raios de luz do objeto. Uma lente é um pedaço de material transparente, geralmente de formato circular, com duas superfícies polidas, uma ou ambas curvas e podem ser convexas (protuberantes) ou côncavas (rebaixadas). As curvas são quase sempre esféricas; ou seja, o raio de curvatura é constante. Uma lente tem a valiosa propriedade de formar imagens de objetos situados à sua frente. As lentes simples são usadas em óculos, lentes de contato, ampliadores de bolso, condensadores de projeção, luzes de sinalização, visores e em câmeras de caixa simples. Mais frequentemente, várias lentes feitas de diferentes materiais são combinadas como um composto lente em um tubo para permitir a correção de aberrações . Lentes compostas são usadas em instrumentos como câmeras, microscópios e telescópios.
imagens formadas por lentes convexas e côncavas Os diagramas de raios mostram os tipos de imagens formadas por lentes convexas e côncavas. As características da imagem formada por uma lente convexa dependem da localização do objeto. Nesses diagramas, F é a distância focal da lente e 2F é o dobro da distância focal da lente. Encyclopædia Britannica, Inc.
Uma lente produz seu efeito de foco porque a luz viaja mais lentamente na lente do que no ar circundante, de modo que a refração, uma curvatura abrupta, de um feixe de luz ocorre onde o feixe entra na lente e onde emerge da lente para o ar .
lentes comuns (à esquerda) Seções transversais de formas padrão de lentes comuns. (À direita) Refração da luz por lentes convergentes e divergentes, mostrando o eixo principal, o foco principal (ou ponto focal) F, o comprimento focal f , e o plano focal. Encyclopædia Britannica, Inc.
Uma única lente possui duas superfícies opostas precisamente regulares; ambas as superfícies são curvas ou uma é curva e a outra é plana. As lentes podem ser classificadas de acordo com suas duas superfícies em biconvexa, plano-convexa, côncavo-convexa (menisco convergente), bicôncava, plano-côncava e convexo-côncava (menisco divergente). Por causa da curvatura das superfícies das lentes, diferentes raios de um feixe de luz incidente são refratados através de diferentes ângulos, de modo que um feixe inteiro de raios paralelos pode ser causado a convergir ou para parecer divergir de um único ponto. Esse ponto é chamado de ponto focal, ou foco principal, da lente (geralmente representado em diagramas de raios como F). A refração dos raios de luz refletidos ou emitidos por um objeto faz com que os raios formem uma imagem visual do objeto. Esta imagem pode ser real —fotografável ou visível em uma tela — ou virtual —visível apenas ao olhar para a lente, como em um microscópio. A imagem pode ser muito maior ou menor que o objeto, dependendo da distância focal da lente e da distância entre a lente e o objeto. A distância focal de uma lente é a distância do centro da lente ao ponto em que a imagem de um objeto distante é formada. Uma lente de foco longo forma uma imagem maior de um objeto distante, enquanto uma lente de foco curto forma uma imagem pequena.
Normalmente, a imagem formada por uma única lente não é boa o suficiente para um trabalho preciso em áreas como astronomia, microscopia e fotografia; isso ocorre porque o cone de raios emitido por um único ponto em um objeto distante não está unido em um ponto perfeito pela lente, mas, em vez disso, forma uma pequena mancha de luz. Esta e outras imperfeições inatas na imagem de uma lente de um único ponto de objeto são conhecidas como aberrações. Para corrigir essas aberrações, muitas vezes é necessário combinar em uma montagem vários elementos de lente (lentes simples), alguns dos quais podem ser convexos e outros côncavos, alguns feitos de vidro denso de alta refração ou alta dispersão e outros feitos de vidro baixo -vidro refrativo ou de baixa dispersão. Os elementos de lente podem ser cimentados juntos ou montados em separações cuidadosamente calculadas para corrigir as aberrações dos elementos individuais e obter uma imagem de nitidez aceitável ( Veja também aberração). A montagem precisa também garante que todas as lentes estejam devidamente centralizadas; ou seja, os centros de curvatura de todas as superfícies da lente ficam em uma única linha reta chamada eixo principal da lente. Uma medida freqüentemente usada da qualidade de qualquer sistema de lente é sua capacidade de formar uma imagem nítida o suficiente para separar, ou resolver, dois pontos ou linhas muito próximos em um objeto. O poder de resolução depende de quão bem as várias aberrações em um sistema de lentes são corrigidas.
A lente composta mais simples é uma combinação cimentada fina de duas lentes únicas, como a usada na objetiva (a lente mais próxima do objeto) de um pequeno telescópio refrator. As objetivas do microscópio podem conter até oito ou nove elementos, alguns dos quais podem ser feitos de materiais diferentes, a fim de trazer todas as cores da luz para um foco comum e, assim, evitar a aberração cromática. As lentes objetivas usadas em câmeras podem conter de dois a 10 elementos, enquanto uma chamada lente de zoom ou distância focal variável pode ter até 18 ou 20 elementos em vários grupos, sendo os diferentes grupos móveis ao longo do eixo por alavancas ou cames para produzir a alteração desejada no comprimento focal sem uma mudança do plano focal. As lentes também variam muito em diâmetro, desde tão pequenas quanto 0,16 cm (1/16polegadas) para um elemento em uma objetiva de microscópio tão grande quanto 100 cm (40 polegadas) para uma objetiva de telescópio astronômico. Em refletores e vários outros tipos de telescópios astronômicos, espelhos côncavos são usados para a objetiva, em vez de lentes.
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