Instrumentos de Projeção

As máquinas fotográficas evoluíram muito. Antigamente, a objetiva da máquina fotográfica era constituída de uma única lente (Fig. 7.5a) e atualmente, é constituída de várias lentes (Fig.7.5b).

Fig. 7.5 a) Máquina fotográfica do início do século.
b) Máquina fotográfica moderna.


Fig. 7.6 Formação da imagem em uma máquina fotográfica.

Na Fig. 7.6 está representada a câmara fotográfica simplificada, sem os refinamentos óticos ou mecânicos. A objetiva está representada por uma única lente convergente que forma uma imagem real e invertida do objeto fotografado sobre o filme situado na parte posterior da máquina.

A luz, ao incidir sobre o filme, provoca reações químicas, fazendo com que a imagem fique gravada. O filme vai apresentar a imagem em negativo, ou seja, as partes do filme que recebem mais luz tornam-se escuras e vice-versa.

Para que seja fornecida sobre o filme uma imagem real e menor do que o objeto, o objeto deve estar situado antes da dupla distância focal como já vimos quando estudamos lentes (Fig. 6.8).

Projetor de slides

Um projetor de slides (diapositivos) serve para projetar em uma tela uma imagem real e aumentada do objeto que está no slide.

Basicamente, ele é constituído de uma lente convergente, como objetiva, e uma lâmpada cujo filamento está situado no centro de curvatura do espelho côncavo que juntos servem para iluminar com bastante intensidade o slide. A Fig. 7.7 mostra um esquema bem simplificado de um projetor de slides.

Fig. 7.7 Esquema simplificado do projetor de slides.

Para obter uma imagem real, maior e aumentada, o slide precisa estar situado a uma distância menor que a dupla distância focal (antes do foco), como já foi visto quando estudamos lentes (Fig. 6.5a).

7.3 Instrumentos de observação

A lupa é uma lente convergente que fornece uma imagem virtual direita e aumentada de um objeto real (Fig.7.8).

Fig. 7.8 A lupa faz com que a imagem do objeto seja maior e virtual.

Neste caso, o objeto está situado entre o foco e o centro ótico da lente (Fig 6.6).

Um microscópio ótico é utilizado para observar objetos de pequenas dimensões. A Fig. 7.9 mostra um microscópio ótico composto e seus componentes.

Fig. 7.9 Microscópio composto e seus componentes.

A parte ótica do microscópio é constituída basicamente de duas lentes convergentes, geralmente compostas, associadas coaxialmente (possuem o mesmo eixo ótico), que são:

a) Objetiva, que está próxima ao objeto.

b) Ocular, com a qual observamos a imagem fornecida pela objetiva.

Vamos ver como é o esquema simplificado do microscópio (Fig 7.10).

Fig 7.10 Formação da imagem em um microscópio composto.

Na Fig. 7.10, temos que a objetiva, que tem uma pequena distância focal da ordem de milímetros, fornece do objeto OO' uma imagem real e invertida I1I'1. Esta imagem I1I'1 , serve como objeto para a ocular, que fornece uma imagem I2I'2, virtual, maior e invertida com relação ao objeto OO', que é a imagem final.

O aumento linear transversal A do microscópio é dado pela expressão:

A = (I2I'2 / OO')		7.1

Vamos multiplicar a Expressão 7.1 por I1I' 1 / I1I'1, obtendo:

A= (I2I'2 / OO') (I1I'1 / I1I'1)		7.2

Como I1I'1 / OO' = A objetiva é o aumento linear transversal da objetiva e I2I'2 / I1I'1 = A ocular é o aumento linear transversal da ocular, obtemos:

A = A objetiva A ocular
7.3

Conclusão: O aumento linear do microscópio é igual ao produto do aumento linear transversal da objetiva pelo aumento linear transversal da ocular.

Os aumentos dos microscópios variam entre 300 e 2000 vezes. Não pode ser maior que estes valores, porque quando as dimensões, a serem observadas, forem da ordem do comprimento de onda da luz, ocorre o fenômeno da difração, fazendo com que se perca a nitidez da imagem.

Já os microscópios eletrônicos, que utilizam feixes de elétrons, produzem aumentos superiores a 100 000 vezes.

Se você quiser saber mais sobre microscópios, clique no endereço:

http://mirage.ifqsc.sc.usp.br/rh/optica/curso.html

-Luneta astronômica

A luneta ou telescópio de refração é utilizada para observar objetos distantes. A luneta astronômica tem, como o microscópio, duas lentes convergentes: a objetiva que ao contrário do microscópio apresenta grande distância focal e a ocular.

O esquema da Fig. 7.11 mostra como é obtida a imagem de um objeto distante.

Fig. 7.11 Esquema simplificado de formação da imagem em uma luneta astronômica.

A objetiva forma a imagem I1I'1 sobre seu foco e esta imagem vai servir como objeto para a ocular que fornece a imagem final do sistema I2I'2 que é virtual e invertida.

Observe que os focos da ocular e da objetiva praticamente coincidem.

O aumento visual de uma luneta é expresso pela relação entre as distâncias focais da objetiva (f1) e da ocular (f2):

A =  f1 / f2			7.4

A desvantagem da luneta astronômica para observar objetos terrestres é que ela fornece uma imagem invertida.

-Luneta terrestre

A luneta terrestre é semelhante à astronômica só que a imagem final obtida é direita. A Fig. 7.12 mostra a luneta terrestre construída por Galileu em 1609.

Fig. 7.12 Luneta construída por Galileu.

Esta luneta tem como elemento característico uma ocular divergente. A objetiva é uma lente convergente.

A distância entre as duas lentes é aproximadamente igual a diferença entre as duas distâncias focais (na construção do telescópio coloca-se esta distância igual). A primeira imagem I1I'1, fornecida pela objetiva, se forma sobre o foco imagem da objetiva (F'1). Esta imagem vai servir como objeto virtual para a ocular. A imagem final I2I'2 é direita, virtual e maior (Fig. 7.13).

Fig. 7.13 Formação da imagem em um luneta terrestre.

O aumento angular de uma luneta (A) é dado pela expressão: 

A = - f1 /f2			7.4

em que f1 é a distância focal da objetiva e f2 é a distância focal da ocular.

Obs: Os telescópios de reflexão (Fig.7.14) utilizam um espelho parabólico côncavo no lugar da lente objetiva. A vantagem é que se tem menos aberrações e por causa disto os telescópios de reflexão são mais utilizados nos observatórios. Outra vantagem é o baixo custo.

Fig. 7.14 Telescópio de reflexão de Newton.

Para quê serve um periscópio?

Serve para observar objetos que não estão no mesmo nível do olhos. Vocês já devem ter visto, pelo menos em filmes, que um submarinho tem um periscópio acoplado, para observar objetos fora da água.

Um periscópio é constituído, basicamente, de dois espelhos colocados inclinados de 45o como mostra a Fig. 7.15, ou de dois prismas de reflexão total.

O raio de luz ao incidir no primeiro espelho reflete, incidindo no segundo espelho. Após incidir no segundo espelho, o raio de luz reflete novamente, atingindo o olho do observador.