INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SÃO

PAULO

LICENCIATURA EM FÍSICA – Óptica Z4 – Professor: José Paulo

Samira da Costa Silva – 116287-X 01/10/2013.

Experimento 4: Lentes Convergentes

ObjetivoDeterminar a distância focal de uma lente convergente.

Descrição do experimentoPara a realização deste experimento foram utilizados:

Uma lanterna Um aparato (para a imagem ser projetada) Uma trena Uma régua Uma vela Uma lente convergente

O arranjo experimental continha um anteparo posicionado sobre a trena que foi colocada em cima da mesa a fim de facilitar as tomadas de medidas, a lente com posição fixa entre o aparato e a lanterna ou vela (elementos que integraram o sistema como fonte de luz), os três estavam alinhados, sequencialmente, de acordo com os esquemas a seguir:

Anteparo

Lente

Lanterna

Figura 1: Arranjo experimental visto de cima

Figura 2: Arranjo experimental visto de perfilNa figura:1 – Anteparo2 – Lente3 – Lanterna posicionada em cima de uma lata (de alumínio que poderia ser substituída por qualquer elemento que elevasse a lanterna) para que o feixe de luz passasse pela lente.

Para a coleta de dados alteramos o posicionamento da lanterna e do anteparo, de modo que a imagem projetada no anteparo fosse vista com nitidez, isto é, de maneira mais brilhante possível, sem borrões ou como se estivesse num ambiente com fumaça, pouco nítida. Quando a imagem se formava d melhor maneira possível, medíamos a distância da lanterna da lente, e do anteparo da lente.

Apresentação de dadosA partir das diferente posições do objeto (lanterna) e da imagem nítida vista no anteparo, tomamos:

Tabela 1 – Posição da lanterna e Posição da imagemO ( 0,005m) I ( 0,005m) P ( 0,005m) P’ ( 0,005m)0,025 0,047 0,146 0,300

0,025 0,026 0,176 0,200

0,025 0,088 0,120 0,500

0,025 0,014 0,268 0,250

0,025 0,006 0,590 0,126

0,025 1,300 0,296 0,152

1 2 3

Tabela 2 – Posição da Vela e posição da imagemO ( 0,005m) I ( 0,005m) P ( 0,005m) P’ ( 0,005m)0,025 0,050 0,150 0,264

0,035 0,090 0,130 0,354

0,035 0,038 0,186 0,200

0,030 0,014 0,288 0,144

0,034 0,105 0,126 0,400

0,032 0,055 0,144 0,300

As medidas foram feitas com a trena e auxílio de uma régua, por isso utilizaremos a menor divisão da régua, pois 0,01mm é precisão demais de acordo com as situações de medida.

AnálisePartindo dos dados das tabelas 1 e 2, e aplicando a condição de determinar a distância focal: 1/f = 1/p + 1/p’

Temos:Tabela 3 – Distância focal da lente convergente com a lanterna.

1/f 0,0980,0930,0960,129*0,1030,100

*este valor foi desconsiderado desta análise, pois deve ter ocorrido um erro na tomada de dados, por isso está fora dos resultados obtidos, conforme visto a acima.

Tabela 4 - Distância focal da lente convergente com a vela.

1/f 0,0950,0950,0960,0960,0950,097

Foi adotada para este experimento a incerteza de 0,5cm ou 5x10³m para mais ou para menos, isto significa que uma medida apontada como 0,100 pode ser 0,105 ou 0,095, devido às condições em que a experiência foi realizada, e ainda, tendo como

instrumentos de medidas, a trena (embora houvesse a marcação a cada 0,2cm, ter como incerteza 0,1cm é preciso demais para as condições: trena não estava plenamente fixa na bancada, a régua utilizada não possuía apoio suficiente, era manuseada pelos coletores de dados desta experiência, que incontrolavelmente interferiram na precisão da tomada de dados).

Comparando os resultados obtidos, com a informação da lente +100mm

Ponto de luz (lâmpada)p= 6,33mp’= 0,074m

Utilizando a equação de Gauss 1/f = 1/p + 1/p’, temos que a distância focal é de 0,073

Ponto de luz (vela)p= 12,34mp’= 0,094m

Utilizando, novamente, a equação de Gauss 1/f = 1/p + 1/p’, temos que a distância focal é de 0,093

Conclusão

Referências

Lentes esféricas: fundamentos teóricos, conteúdo disponível em http://educar.sc.usp.br/otica/lente.htm. Acesso em 29 de setembro de 2013 às 15h33min.

Máximo, A. Alvarenga, B. Curso de Física, volume 2. São Paulo: Scipione, 2010

Nussenzveig, Herch Moysés, Curso de Física básica, 4, 4ªed. rev. São Paulo: Edgard Blücher, 2002.