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Instrumentos ópticos

O olho

• A luz entra no olho através duma abertura variável – pupila.

• A córnea e o cristalino juntos focam a imagem sobre a retina,que contém cerca de cem milhõesde sensores de luz (os bastonetese os cones)ë

• As cerca de um milhão de fibrasdo nervo óptico conduzem depoisa informação até ao cérebro onde éprocessada.

• O ponto mais próximo para o qual o cristalino pode focar a imagem sobre a retina é chamado ponto próximo. Aos 10 anos este pode ser cerca de 7cm,enquanto que aos 60 anos pode ser maior que 200 cm devido à perda deflexibilidade do cristalino.

• O valor padrão tomado para o ponto próximo é 25 cm.

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Instrumentos ópticos (2) ëHipermetropia

A imagem de um ponto próximo éfocalizada atrás da retina ...

A hipermetropia é corrigida atravésde uma lente convergente

Miopia

A imagem de objectos distantes éfocalizada à frente da retina.

A miopia é corrigida com uma lente divergente.

O astigmatismo é causado pelo facto da córnea não ser esférica, sendo corrigido por óculos com lentes com componente(s) não esféricas mas cilíndrica(s)ë

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Instrumentos ópticos (3) ë

Finalidade de qualquer instrumento óptico - obter imagens

intermédias dos objectos a observar, de modo que as imagens finais

formadas na retina sejam mais nítidas do que as que aí se formam

quando se observam os próprios objectos à vista desarmada.

ε = ângulo segundo o qual é visto o objecto.

• As dimensões de cada imagem formada na retina de um observador,

dependem apenas do diâmetro aparente do correspondente objecto.

εtgd

y

=

O diâmetro aparente de umobjecto de dimensão linear y colocado à distância d doolho do observador O é:

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Instrumentos ópticos (4) ëÉ difícil observar os pormenores de um objecto cujo diâmetro aparente, y/d, seja muito

pequeno. Duas razões (independentes) para tal:

- o objecto é muito pequeno, isto é, y é muito pequeno ou

- o objecto está muito afastado do observador, i.e., d tem um valor muito elevado.

A função dos instrumentos ópticos é formar uma imagem intermédia com diâmetro aparente maior do que o do objecto. Será então esta imagem intermédia que iráfuncionar como objecto para o olho.

No caso dos instrumentos microscópicos – a lupa e o microscópio – usados para observar objectos muito pequenos, este objectivo é atingido através da formação de uma imagem de dimensão y' maior que a do objecto. Todos os instrumentos microscópicos dão do objecto uma imagem maior que ele.

Os instrumentos telescópicos – a luneta ou o telescópio – ssão usados para observar objectos distantes que não podem ser aproximados do olho, formam imagens intermédias mais próximas do observador. Diminuindo assim d, possibilitam ao olho a observação de um objecto com maior diâmetro aparente.

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Instrumentos ópticos (5) ëA Lupa é uma lente convergente colocada próximo do olho com o objecto

colocado entre a lente o foco.

A lupa deve formar a imagem virtual no ponto próximo do olho.

::

;;Cuidado: a

lente representada

nos esquemas não parece nada

convergente... Mas devia !

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Instrumentos ópticos (6) ëO microscópio Consiste em duas lentes convergentes. A lente mais próximado objecto é a objectiva e forma uma imagem real do objecto. Essa imagem éaumentada e invertida pela lente mais próxima do olho, a ocular.

Posição da ocular ∴∴ imagem da objectiva cai sobre o seu primeiro foco.

Luz de cada ponto do objecto emerge da ocular como feixe paralelo.

A distância entre o segundo foco da objectiva e o primeiro foco daocular é o “comprimento do tubo”, L, ou intervalo óptico.

Objectiva Ocular

'o

o

prox

l

l

prox

o l

o l

y Lm

y f

xM

f

xLM m M

f f

= = −

== = −

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Instrumentos ópticos (7) ëO telescópio forma uma imagem real do objecto situada muito mais próxima que o próprio objecto.

Consiste em duas lentes convergentes

– objectiva: forma uma imagem real, invertida

– ocular: lupa que amplifica aquela imagem.

Como o objecto está muito afastado, a sua imagem encontra-se no plano focal da objectiva, fo.

Objectiva Ocular

:LOKHOP�+HUVFKHO�����������ë7HOHVFySLR a�����

l

l

l

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o

o

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ytg

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θθ

θθ

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≈==

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l

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