4302214 - Física Experimental IV (2019)

1. Construção de um modelo físico para um sistema de duas lentes supostamente delgadas.
2. Determinação da distância focal de uma lente convergente e de uma lente divergente.
3. Estudo da correlação entre as distâncias focais obtidas.

Atividade preparatória para tomada de dados

Considere o sistema mostrado na figura 1, composto de duas lentes, uma divergente, com distância focal f_d e outra, convergente, com distância focal f_c, separadas de uma distância d. Um objeto é posicionado a uma distância o da lente divergente e observa-se uma imagem a distância i da lente convergente. Obtenha uma expressão matemática que relacione a distância i com a distância o, mantendo a distância d entre as lentes fixa.

Figura 1 - Esquema do experimento proposto.

As lentes à disposição no laboratório didático possuem distância focal de \(\approx -10\) cm para a lente divergente e \(\approx +20\) cm para a lente convergente. Considerando o tamanho do arranjo disponível, estime a distância d entre as lentes para que, um objeto com o ~ 50 cm gere uma imagem com i ~ 75 cm. 

Experimento

Monte o arranjo experimental conforme o esquema mostrado na figura 1. Estão disponíveis um trilho ótico com ajustes de alinhamento, lentes diversas, uma fonte luminosa e anteparo para projeção de imagens. Após montado, o arranjo deve ficar parecido com o mostrado nas figuras 2 e 3.

Figura 2 - Arranjo experimental montado.

Figura 3 - Outra foto do arranjo montado.

Checagem do arranjo experimental

Antes de iniciar a montagem do arranjo experimental (em qualquer experimento) é importante verificar as condições dos equipamentos utilizados para minimizar a chance de problemas nos dados experimentais. Sendo assim:

1. Verifique se o trilho ótico está bem nivelado.
2. Verifique os suportes dos elementos óticos. Qual a referência para fazer a medida na régua colada ao trilho e como os suportes são ajustados.
3. Verifique se as lentes estão limpas e desengorduradas. Fazer medidas com as lentes sujas é garantia de problemas. Se estiverem sujas, limpe-as. USE APENAS LENÇO DE PAPEL MOLHADO COM ÁLCOOL. Não é necessário retirar a lente do suporte branco.
4. Verifique se a fonte de luz está funcionando adequadamente.

Tomada de dados

Anote os números das lentes utilizadas.

Faça as diversas medidas de posição de objeto e imagem. 

O interessante é varrer posições de objetos para imagens formadas entre ~ 60 < i (cm) < ~ 100. Faça o gráfico correspondente de posição da imagem em função da posição do objeto e ajuste a estes dados o modelo construído anteriormente.

OBS: Note que, muitas vezes, a definição da posição na qual a imagem está focalizada é subjetiva. Neste caso, a precisão com que esta posição é medida é menor que a precisão da escala graduada no trilho. Avalie corretamente a incerteza na posição da imagem.

Não se esqueça de submeter os seus resultados à página da disciplina para comparação com os resultados de outros grupos.