Experiências de Óptica

• Óptica

LENTE CONVERGENTE

Objetivo

O objetivo deste experimento é construir um sistema onde é possível observar a trajetória de um raio sendo refratado por uma lente convergente.

Contexto

Lentes são objetos translúcidos que apresentam duas superfícies refrativas. A refração é o fenômeno no qual a luz muda sua direção de propagação ao mudar de um meio para outro, como por exemplo, água e ar, ar e vidro etc. O índice de refração (n) é uma propriedade de um determinado meio (por exemplo: nar = 1; nvidro = 1,52; nágua = 1,33) e que influencia diretamente a intensidade e a direção do raio de luz refratado. Lentes convergentes são, em geral, lentes de bordos finos mergulhadas em uma substância de índice de refração menor do que o do material de que é formado a lente. São muito utilizadas pela medicina para corrigir doenças da visão, como por exemplo, a miopia.

Idéia do Experimento

Uma caixa de sapatos com uma lâmpada dentro é arranjada de modo que saia dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma lente convergente feita com uma régua e um pedaço de uma garrafa de refrigerante cheia de água, é refratado. Mudando-se a posição de incidência do raio sobre a lente, observa-se que eles convergem depois de passar pela lente, ou seja, tendem a se encontrar.

Material

1. Fio elétrico
2. Bocal de lâmpada
3. Plug elétrico
4. Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal => Tentamos realizar o experimento com lâmpadas de potências maiores, mas não obtivemos resultados satisfatórios.
5. Caixa de Sapatos
6. Garrafa plástica de Coca-cola de 600mL
7. Régua Molegata da marca TRIDENT
8. Cartolina
9. Adesivo plástico para PVC (cola de cano) => Pode ser substituído por qualquer tipo de super-cola (Super-Bonder)
10. Água
11. Duratex => Pode ser substituído por qualquer tipo de madeira.

Montagem

Corte uma fatia da garrafa na parte mais lisa, onde fica o rótulo, com aproximadamente três centímetros de largura.
Corte a fatia ao meio, transversalmente, de modo que vista de cima, tenha a forma de um semi-círculo.
Cole as duas extremidades da "semi-fatia" na régua e depois cole-as na madeira de 30 x 80cm.
Corte um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 1).
Cole um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado.
Faça apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da caixa (ver figura 2).
Monte o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal).
Coloque a lâmpada sobre a madeira e tape-a com a caixa. A luz emitida pela caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na cartolina colada onde foi retirado um retângulo da caixa.
Coloque água dentro da caixa feita com a régua e a garrafa e direcione a ela o feixe emitido pela caixa.


Comentários

Acreditamos que se o feixe emitido pela caixa de sapatos for substituído por um laser-point, também apresentará um bom resultado.

Esquema Geral de Montagem

Abraços
Dayvidson S. Eufrásio