Comprovamos o comportamento da luz numa lente divergente

OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

Com esta experiência vamos comprovar dois conceitos:

O primeiro, que os raios paralelos ao eixo ótico que chegam a uma lente divergente, divergem. O ponto do qual parecem divergir chama-se foco de lente.

O segundo, comprovaremos que os raios que passam pelo centro ótico não sofrem desvio.

É uma experiência simples e os resultados ver-se-ão com muita nitidez.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

• Banco ótico
• Diafragma com três ranhuras
• Disco de Hartl
• Discos de papel
• Foco luminoso
• Lente f’=+100mm com suporte
• Secção de lente divergente R 40mm
• Suporte para diafragma
• Suporte para foco e disco (2)
• Transformador 12V 21W
• Triplo decímetro

INSTRUÇÕES PARA REALIZAR A EXPERIÊNCIA

Colocamos um foco no banco ótico e imediatamente à frente a lente f’=+100mm.

Sobre um suporte para diafragma colocar o diafragma com três ranhuras e colocar no banco de forma que as ranhuras fiquem verticais.

Por último, sobre o banco coloca-se o disco de Hartl, tal como se vê no vídeo.

Ajusta a posição da lente de f’=+100mm, até que se vejam sobre o disco os raios paralelos.

Sobre um papel macio, desenha-se o contorno da secção da lente divergente e por métodos geométricos marcar-se o eixo ótico.

Coloca-se o papel sobre o disco fazendo coincidir o raio central com o eixo ótico desenhado. A secção de lente situa-se sobre o contorno desenhado, com a face baça em contacto com o papel.

Desenhar os raios emergentes.

Retirar o papel e com a ajuda de uma régua traça os prolongamentos dos raios emergentes. Estes encontram-se num ponto situado sobre o eixo ótico. Este ponto recebe o nome de foco da lente divergente.

Inclinando ligeiramente a lente relativamente ao feixe luminoso, fazendo com que o raio central passe pelo centro ótico, observamos que não se desvia.

CÁLCULOS E RESULTADOS

Observamos o resultado da primeira parte da experiência na figura:

De maneira que o ponto onde convergem os raios emergentes ao outro lado da lente chama-se foco da lente e estará a uma distância igual a metade do raio de curvatura da lente.

Neste caso, sendo o raio de curvatura -40mm, o foco encontra-se a -20mm, sendo o eixo positivo, desde o centro ótico da lente para a direita e negativo do centro ótico da lente para a esquerda.

A segunda parte da experiência demonstra que se um feixe de luz passa pelo centro ótico da lente, não se desvia, podemos provar vários ângulos de incidência. Portanto, obteremos o seguinte caso:

VIDEO DA EXPERIÊNCIA