Lentes convergentes — Física, 14–17 anos
Uma lente convergente curva raios de luz paralelos na direcção uns dos outros. A distância focal e a distância do objecto determinam onde se forma a imagem e se ela fica maior, menor, direita ou invertida.
Juntar os raios
Uma lente convergente é mais espessa no centro do que nas extremidades. A refração nas suas duas superfícies curvas desvia os raios paralelos para uma região comum chamada foco. A distância entre a lente e esse foco é a distância focal, uma medida essencial da intensidade com que a lente curva a luz.
Por que prever a imagem?
Um instrumento óptico só é útil se a sua imagem aparecer no lugar certo e com o tamanho adequado. Os primeiros fabricantes de lentes precisavam de mais do que tentativas para construir óculos, telescópios e câmaras. As equações das lentes transformam a forma e as distâncias numa previsão da imagem.
Calcular a distância da imagem
Uma lente convergente tem distância focal f = 10 cm e um objecto está a 30 cm, portanto u = 30 cm. Usa 1/f = 1/u + 1/v: 1/10 = 1/30 + 1/v. Assim, 1/v = 1/10 − 1/30 = 1/15, logo v = 15 cm. A imagem é real e invertida, com ampliação 15/30 = 0,5.
A armadilha da direcção da imagem
É fácil supor que uma lente produz sempre uma imagem direita e ampliada, porque é isso que uma lupa pode fazer. Na realidade, uma lente convergente produz imagens diferentes conforme a distância do objecto. Para além do foco, pode formar uma imagem real e invertida; dentro da distância focal, forma uma imagem virtual, direita e ampliada.
Lentes à nossa volta
A lente de uma câmara forma uma imagem real num sensor, onde é registada por electrónica ou software. Um projector usa uma lente para fazer uma imagem pequena e luminosa aparecer grande num ecrã. Os óculos usam lentes escolhidas cuidadosamente para colocar a imagem na retina; a física é a mesma, apesar das finalidades diferentes.
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