Prismas, Lentes Delgadas e Espessas no estudo da Óptica Geométrica


Define-se prisma óptico como uma associação de dois dióptros planos não paralelos, isto é: um conjunto de três meios homogêneos e transparentes, separados por duas superfícies planas não paralelas. Considere um prisma de ângulo de refringência recebendo um raio de luz monocromática que o incide sob um ângulo de incidência i. É importante saber que no meio refrator(prisma) algumas componentes variam de forma peculiar.

Prismas, Lentes Delgadas

PRISMAS

São prismas cuja secção principal é um triângulo retângulo isósceles. São usados em binóculos, periscópios, etc., em substituição a espelhos. Lente de Bordas Espessas é aquela cuja espessura aumenta do centro para a periferia. Quando um pincel cilíndrico de luz incide em uma lente esférica, este pode ter dois componentes ópticos distintos:
a) o   feixe   emergente   é   do   tipo   cônico convergente;
b) o  feixe   emergente   é   do  tipo  cônico divergente.

Denomina-se lente esférica uma associação de dois dióptros, dos quais um é necessariamente esférico, e o outro, esférico ou plano. Lente de Bordas Delgadas é aquela cuja espessura diminui do centro para a periferia. Relacionando-se os critérios, verificamos que:

Lente de Bordas Delgadas
Convergente: meio envolvente menos refringente do que o meio da lente.
Divergente: meio envolvente mais refringente do que o meio da lente.

Lentes de Bordas Espessas
Divergente: meio envolvente menos refringente do que o meio da lente.
Convergente: meio envolvente mais refringente do que o meio da lente.

De um modo geral, uma lente esférica constitui imagens deformadas e pouco nítidas. A fim de diminuirmos estes problemas, operamos com raios de luz próximos e pouco inclinados, em relação ao eixo principal da lente: raios para-axiais e com lente cuja espessura seja pequena, em relação aos raios de curvatura das faces: lente delgada. Todo raio de luz que incidir numa direção que passa pelo foco principal objeto emerge paralelamente ao eixo principal.

CONDIÇÕES DE NITIDEZ

RAIOS INCIDENTES PARA-AXIAIS

LENTE DELGADA

Se fizermos incidir sobre uma lente convergente, um pincel de luz cilíndrico, os raios ao atravessarem a lente, convergem para um único ponto (foco), portanto: Todo raio de luz que incidir passando pelo centro óptico emerge sem desvio. Se fizermos sobre uma lente divergente, um pincel de luz cilíndrico, os raios ao atravessarem a lente, divergem de um único ponto (foco).

Consideremos, sobre o eixo principal de uma lente convergente, um ponto Ao, cuja distância ao centro óptico da lente, seja igual ao dobro da distância focal da mesma. Colocando-se em Ao uma lâmpada puntiforme verifica-se que a lente convergente conjuga a imagem A, simétrica de Ao, em relação ao centro óptico. Esses pontos são denominados pontos antiprincipais objeto e imagem. Para construirmos as imagens fornecidas pelas lentes basta aplicarmos duas propriedades dos raios incidentes. A imagem estará no cruzamento dos raios refratados.

1.     Objeto real colocado antes de An. Imagem: real, menor, invertida e entre F| e A|.
2.     Objeto real colocado sobre Ao. O
3. Objeto colocado entre Ao e Fo. O Imagem: real, maior, invertida e depois de A,.
4. Objeto real colocado sobre F .
5. Objeto real colocado entre F0 e O.
6. Objeto colocado em qualquer posição. Imagem: real, do mesmo tamanho, invertida e sobre Aj.

Abscíssa do Objeto (p) (Distância da Imagem ao Centro Óptico)
Abcissa da Imagem (p’) (Distância da Imagem ao Centro Óptico)
Distância Focal (f) Tamanho do Objeto (y) Tamanho da Imagem (y’)