Exemplos de lentes convexas

RKA13C Assim como fizemos com os espelhos parabólicos, o objetivo deste vídeo é colocar diferentes objetos em diferentes distâncias das lentes convergentes e pensar sobre como seria sua imagem. Nosso alvo é simplesmente abordar diferentes situações para adquirirmos mais prática nesse raciocínio. Na figura, colocaremos um objeto que está a mais de duas distâncias focais da lente. Quando lidamos com espelhos parabólicos, falamos sobre a distância de dois comprimentos focais como sendo o nosso centro de curvatura. Neste vídeo, vamos chamá-lo simplesmente de duas distâncias focais, porque, na verdade, não é o centro de curvatura. A distância não é o raio da curvatura de cada uma das curvas, por isso, vamos chamar de dois comprimentos focais. Dito isso, vamos tentar descobrir como será a imagem desse objeto à medida que sua luz for refratada através da lente. Lembre-se que cada ponto desse objeto está emitindo raios de luz em todas as direções, porque ele está refletindo a luz de forma difusa. Podemos partir da ponta da seta e seguir de forma paralela até o eixo principal. Não vou mostrar tudo da refração interna dentro dessa lente, mas sabemos que, se atravessarmos a lente de forma paralela ao eixo principal, quando refratado, o raio de luz chegará ao ponto focal do outro lado da lente. Do lado esquerdo, teremos um raio de luz que atravessa o ponto focal do lado esquerdo, e, na saída, segue paralelo ao eixo. Vamos representar na figura. A luz que vem do ponto focal da esquerda será convergida novamente. E, se fizermos o mesmo em cada ponto desse objeto, teremos pontos de convergência como mostra a figura. Nela, vemos como a imagem seria representada. Por isso, será uma imagem real e invertida. Nesta situação, será menor do que a imagem original, sendo, portanto, uma imagem real menor e invertida. Vamos supor outros cenários. Suponhamos que um objeto esteja a duas distâncias focais. Aplicaremos exatamente o mesmo processo. Se quiser, pode fazer em um papel para que você possa praticar. Vamos, então, fazer outro. Queremos obter um raio de luz que é paralelo e, quando é refratado, passará pelo ponto focal do outro lado. Faremos outro raio de luz que passa pelo ponto focal do lado esquerdo e, em seguida, se torna paralelo. E os dois raios convergem no ponto mostrado na figura. Assim, podemos perceber que este, na verdade, é um paralelogramo. A distância do lado esquerdo será a mesma do lado direito, e essa será uma imagem invertida de tamanho exatamente igual e com a mesma distância. Na verdade, eu não falei sobre distância no exemplo anterior. Voltemos a ele. Temos uma imagem real, menor e que estará mais próxima da lente que a original. No segundo exemplo, teremos a mesma imagem de tamanho exatamente igual ao objeto original, mas será invertida. Terá a mesma distância da lente, mas estará do outro lado. E volto a dizer: essa é uma imagem real. Vamos a mais um exemplo. Vamos colocar um objeto entre o comprimento focal 1 e o comprimento focal 2. Vou colocar o meu objeto, vou pôr o meu objeto bem aqui. Neste, o raio sai paralelo ao eixo, atravessa a lente e é refratado até o outro lado. O outro raio de luz sairá do lado esquerdo e será refratado, seguindo em paralelo. Lembre-se que podemos fazer o mesmo com cada ponto. Estou fazendo só com a ponta, porque sabemos onde a base é convergida quando temos dois pontos. Assim, temos uma imagem invertida, maior e mais longe da lente do que o objeto. Temos, portanto, o oposto do primeiro exemplo. No primeiro exemplo, o objeto era maior e estava a mais de dois comprimentos focais distante da lente, e a imagem estava em outro intervalo. Agora, o objeto está aqui, e a imagem está do outro lado. Então, vamos a mais alguns exemplos. Vou colocar o objeto no ponto focal, em cima do foco. Vejamos o que acontece. Bom, ainda tem gente que memoriza essas coisas de Física para passar nas provas, não há necessidade disso. Só precisamos nos lembrar de usar dois raios de luz, em geral da ponta da seta, porque isso dá uma ideia de como a imagem será representada, um que siga em paralelo, e outro que passe pelo ponto focal. Agora, vamos fazer algo um pouco diferente: quando o objeto está no ponto focal. Um dos raios de luz sairá em paralelo, será refratado até o ponto focal do outro lado e, em vez de um raio de luz que passe pelo ponto focal diretamente, porque, na verdade, isso não é possível, visto que o objeto está sobre o ponto focal do lado direito, vamos fazer um raio de luz que não seja refratado. Fizemos algo parecido com os espelhos parabólicos. Na verdade, no caso dos espelhos parabólicos, fizemos um raio de luz que passava bem no centro, mas, aqui, o raio de luz seguirá diretamente ao centro da lente não sendo refratado. Os dois raios de luz divergiram neste ponto, ou seja, não convergiram novamente em nenhum lugar e nem parece que eles estejam divergindo de outro ponto. Se tivéssemos um observador no ponto mostrado na figura, ele veria apenas dois raios de luz paralelos. Não haveria formação de imagem real nem virtual. Assim, podemos dizer que não há formação de imagem. Com um objeto no foco, então, não há formação de imagem. No último exemplo, colocaremos o objeto a menos de uma distância focal da lente. Se o raio de luz saísse da ponta em paralelo, seria refratado ao ponto focal do outro lado de novo. Se um raio de luz saísse da ponta em paralelo, seria refratado ao ponto focal do outro lado de novo. O outro raio de luz sairia como se estivesse vindo da direção do ponto focal do lado direito, então, se ele viesse nesta direção, o raio de luz chegaria paralelo ao outro lado. Está claro que esses dois raios não estão convergindo, portanto, não haverá formação de imagem. Mas eles parecem estar divergindo de um ponto, parece que estão vindo de... O que vai acontecer? Bom, se houvesse um observador, ele visualizaria a ponta da seta, a base da seta. E, então, essencialmente o que iria acontecer é: ele veria uma versão virtual, uma imagem virtual maior, uma figura virtual e maior da seta, real. Espero que você tenha achado isso interessante!