Atividade 3 - Verificando a aproximação das lentes delgadas
Experimento 1 – atividade 3
A aproximação de lentes delgadas é realmente boa?
Nas atividades anteriores, foram determinadas as distâncias focais de uma lente divergente e uma convergente. Em particular na atividade 2, as distâncias da lente divergente ao objeto (o) e da convergente à imagem (i) foram medidas a partir do centro das lentes, o que é um procedimento razoável, assumindo que as lentes são em boa aproximação delgadas. Entretanto, sabemos que as lentes utilizadas não são realmente delgadas. Elas possuem uma espessura.
O objetivo dessa atividade consiste em verificar se a aproximação de lentes delgadas é sempre boa dentro das incertezas envolvidas. Para tal, devemos determinar as posições dos planos principais das lentes. A partir disso, verificar o quanto estamos “errando” ao medir as distâncias em relação ao centro.
Serão utilizados os dados das atividades 1 e 2, os
quais devem ser devidamente corrigidos levando em conta as posições dos planos
principais. Além disso, devem ser realizadas novamente as medidas da atividade 2, desta vez com a utilização de colimadores.
Alguns dados das lentes são necessários:
Lente divergente atividade 2: n = 1,5 Em módulo R1 = (111,0 ± 1,1) mm e
R2 = (111,0 ± 1,1) mm (atenção aos sinais )
Espessura no centro = 4,7 mm Espessura nas bordas = 14 mm
Diâmetro = 65 mm
Lente convergente atividades 1 e 2: n = 1,5 Em módulo R1 = (192,3 ± 1,9) mm e
R2 = (192,3 ± 1,9) mm (atenção aos sinais )
Espessura no centro = 19 mm Espessura nas bordas = 7 mm
Diâmetro = 100 mm
OBS: as incertezas das espessuras, diâmetros e índice de refração podem ser desprezadas.
Portanto, as tarefas seriam:
- Determinar as posições dos planos principais das lentes a partir das relações fornecidas para h1 e h2.
- Utilizar o software Optgeo para desenhar as lentes utilizando os dados de raio, espessura e índice de refração fornecidos. Determinar a posição dos planos principais utilizando raios vermelhos com comprimento de onda 633 nm e com o índice de refração adequado. Comparar com os valores calculados no item anterior.
- O que deve ser corrigido na atividade 1 se considerarmos agora a lente como espessa? Efetuar a correção, refazer a análise e discutir, dentro das incertezas, se a aproximação de lente delgada é adequada nesse caso.
- Corrigir
as distâncias o e i da atividade 2. Algo mais a ser
corrigido? Refazer o ajuste e a partir das incertezas nos valores de fd
e fc sem e com correção, discutir se a aproximação de
lentes delgadas é adequada nesse caso.
- Utilizar os colimadores disponíveis para as lentes divergente e convergente, realizar novamente as medidas da atividade 2 e determinar fd
e fc. Em que os colimadores ajudam em termos de qualidade dos resultados? O software Optgeo pode ser utilizado para entender sua função. Comparar com os resultados do item anterior. É possível responder melhor agora à questão sobre a validade da aproximação de lentes delgadas?