Quais são as características da imagem (direita/invertida, real/virtual) formada por um microscópio?

Os espelhos esféricos ou curvos, designam as esferas de superfícies lisas e polidas, as quais possuam poder de reflexão.

Nos espelhos esféricos os ângulos de incidência e de reflexão são equivalentes, e os raios incidido, refletidos e a reta normal, ao ponto incidido.

Lembre-se que os espelhos são objetos muito utilizados no dia-a-dia, compostos de vidro transparente e geralmente cobertos por uma película de prata. São classificados em espelhos planos e esféricos (côncavos e convexos).

Elementos dos Espelhos Esféricos

Nos espelhos esféricos, a superfície refletora possui a forma de uma calota esférica, e seus principais elementos são:

• Eixo principal: reta que passa pelo centro de curvatura e pelo vértice do espelho
• C: centro de curvatura (centro da esfera que originou o espelho)
• V: vértice do espelho (polo da calota)
• R: raio de curvatura do espelho (raio da esfera que originou o espelho)
• F: foco do espelho

Tipos de Espelhos Esféricos

Note que os espelhos esféricos possuem uma face interna e outra externa, a qual respectivamente denominamos de face côncava e face convexa. Diante disso, há dois tipos de espelhos esféricos:

1. Espelhos côncavos: a superfície refletora é a parte interna da calota esférica.
2. Espelhos convexos: a superfície refletora é a parte externa da calota esférica.

Para saber mais sobre os espelhos, acesse o link: Espelhos Planos

Formação da Imagem

Inicialmente vale destacar que as imagens refletidas possuem algumas denominações e características no estudo da física.

Assim, quando dizemos que a imagem refletida no espelho é real, estamos nos referindo à imagem que surge na frente do espelho; quanto a imagem virtual, ela aparece refletida atrás do espelho.

Outra característica da imagem é se ela aparece direita ou invertida; assim, ela será direita quando o objeto e a imagem possuírem o mesmo sentido; por outro lado será invertida se os sentidos da imagem e do objeto forem opostos.

Por fim, o objeto pode ter uma imagem refletida igual, maior ou menor, de acordo com seu tamanho real.

No espelho côncavo, dependendo da posição do objeto, a imagem formada pode ser real ou virtual; maior, menor ou igual ao tamanho do objeto; invertida ou direita.

Dessa maneira, se o objeto está localizado sobre o centro de curvatura, a imagem formada será real, invertida e igual ao objeto; se ele encontra-se além do centro de curvatura, sua imagem será real, invertida e menor; se o objeto está entre o centro de curvatura e o foco, sua imagem será real, invertida e maior do que o objeto.

No caso de formação de imagem virtual e direita nos espelhos côncavos, o objeto deverá encontrar-se entre o foco e o espelho, constituindo uma imagem maior do que o objeto.

Entretanto, se o objeto estiver localizado sobre o foco, não se formará nenhuma imagem, de forma que os raios luminosos não se cortam.

Já nos espelhos convexos só há um tipo de imagem formada, de modo que apresentará sempre uma imagem virtual, direita e menor do que o objeto, independente da distância que estiver do espelho.

Para saber mais sobre o fenômeno da reflexão: Reflexão da Luz.

Leia também sobre as Lentes Esféricas.

Lentes – Construção Geométrica de Imagens

Definição de lente

Uma lente é um dispositivo feito de material homogêneo e transparente no qual uma das superfíciesé plana e a outra esférica ou as duas superfícies são esféricas.

Esse sistema óptico é constituído portrês meios homogêneos e transparentes, cujas superfícies (plana ou esférica) que os separam são denominadas faces.

Lentes delgadas

Serão chamadas lentes delgadas quando sua espessura for desprezível em relação ao seu raio de

curvatura que é o raio da(s) circunferências que as geraram.

As lentes biconvexas e bicôncavas podem ser simétricas se seus raios de curvaturas forem iguais e assimétricas se eles forem diferentes.

Como normalmente temos lentes de vidro imersas no ar, então, neste caso, as lentes de bordas (extremidades) finas são lentes convergentes e lentes de extremidades grossas são lentes divergentes.

Mas, dependendo do índice de refração da lente e do meio você pode ter o comportamento óptico

indicado nas figuras acima.

Representação esquemática de lentes delgadas

Muitas vezes costumamos representar lente delgada (espessura desprezível quando comparada com

seu raio de curvatura) pelas figuras ao lado.

Elementos de uma lente esférica

Eixo principaldefinido pela união dosdois pontos C1 e C2de uma reta que contêm os centros de curvatura dos dioptros (faces) da lente, que são os supostos esféricos. 

ou, se uma das faces for plana o eixo principal deve ser perpendicular à superfície da lente.

Centro óptico de uma lente esférica

 O centro óptico O de uma lente esférica delgada é definido como sendo o ponto onde o eixo principal (ep)corta a lente (convergente ou divergente).

É sempre válida a seguinte propriedade:

Todo raio de luz que passa pela lente pelo seu centro óptico (O) não sofre desvio.

Foco principal objeto fo

 Por ele (fo) passam os raios incidentes na lente convergente (figura 1) ou seus prolongamentos na

lente divergente (figura 2).

Foco principal imagem fi

Por ele (fi) passam os raios que emergem na lente convergente quando nela os raios incidem

paralelamente ao eixo principal (figura 1) e por ele passam os prolongamentos dos raios emergentes quando na lente divergente incide um feixe de raios paralelos. (figura 2).

Distância focal (f) da lente

A distância focal (f) da lente corresponde à distância de fo a O ou de fi a O, para as duas lentes

(convergentes e divergentes).

Ponto antiprincipal objeto Ao e imagem Ai

Os pontos antiprincipal objeto Ao e imagem Ai são aquelescuja distância ao centro óptico O da lente

é o dobro da distância focal.  

Raios notáveis

A posição e o tamanho das imagens formadas pelos espelhos esféricos podem ser determinados a partir do comportamento dos raios que saem do objeto e incidem noespelho e nos fornecem as características da imagem formada. São eles:

Todo raio de luz que incide na lente passando pelo foco objeto emerge paralelamente ao eixoprincipal (lente convergente) e todo raio de luz que incide na lente de modo que seu prolongamento passe pelo foco objeto emerge paralelamente ao eixo principal (lente divergente).

Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal é refratado passando (ou seu prolongamento) pelo foco imagem (fi).

Todo raio de luz que incide passando pelo centro óptico da lentenão sofre desvio ao se refratar.

Todo raio de luz que incide na lente passando pelo ponto antiprincipal (objeto ou imagem) se refrata

passando pelo ponto antiprincipal (imagem ou objeto).

Construção geométrica de imagens

Lente convergente

Temos cinco casos:

Em cada um desses 5 casos a seguir, cada um dos infinitos raios de luz que saem de cada um dos

infinitos pontos do objetochega até a lente e são refratados convergindo para os mesmos infinitos pontos da imagem, formando-a, como pixels.

Um observador ao receber esses raios que saem da imagem tem a impressão de que eles estão partindo do local onde ela é formada, como você pode observar na figura

1o caso:Objeto O antes de Ao                                    

Características da imagem i:

Natureza 

Localização 

Tamanho e orientação 

Utilidades

caso onde a imagem formada no filme (ou censor na máquina digital) é real, invertida e menor.

O globo ocular funciona também de modo semelhante, pois seus vários componentes transparentes funcionam como uma lente convergente formando na retina uma imagem real, menor e invertida.

2o caso: Objeto O sobre Ao (centro de curvatura).

Características da imagem i:

Natureza 

Localização 

Tamanho e orientação 

Utilidade: Xérox

3o caso: Objeto O entre Ao e fo

Natureza

Localização 

Tamanho e orientação 

Utilidades

xérox

4o caso: Objeto O sobre o foco fo

Neste caso dizemos que a imagem é imprópria (está no infinito).

Aplicação geração de feixes de raios paralelos, microscópios, etc.

5o caso: Objeto O entre fo e O

Natureza

Localização

Tamanho e orientação

Utilidade

Lente divergente

Neste caso, independente da posição do objeto O, a imagem i terá sempre as seguintes características: 

Natureza 

Localização  

Tamanho e orientação 

Utilidades

                                                              Para qualquer posição do objeto a imagem será sempre virtual, direita e menor, mas estará sempre entre fi e 0.

O que você deve saber, informações e dicas

Você deve conhecer os tipos de raios notáveis, e todos os casos dos tipos de imagens formadas para cada posição do objeto nas lentes convergentes e divergentes.

 Toda imagem virtual é direita e toda imagem real é invertida.

Toda imagem real pode ser projetada numa tela, anteparo ou parede.

Entre o objeto e a imagem, o elemento que se encontra mais afastado da lente tem maior tamanho.

 Guarde apenas que a imagem fornecida por uma lente divergente é sempre virtual, direita e menor que o objeto. Para qualquer outro tipo de imagem, a lente é convergente.

 Não é possível queimar papel com uma lente divergente, somente com lente convergente , pois os raios efetivos de luz (não seus prolongamentos) provenientes do sol devem convergir para o papel, tendo intensidade máxima no foco.

Se uma lente quebrar, cada caco funciona como uma lente semelhante à inteira, com a mesma distância focal, pois os raios de curvatura de cada face permanecem os mesmos e fornecem imagem com as mesmas características da inteira, apenas com menor brilho, pois a quantidade dos raios de luz recebidos é menor.

Lentes de bordas (extremidades) delgadas (finas)

Lentes de bordas (extremidades) espessas (grossas)

Um eixo secundário de uma lente é toda reta que contém o centro ótico (0), inclinada em relação ao plano da lente.

Assim, quando um feixe de raios paralelos incide numa lente convergente, paralelamente a um de seus eixos secundários, se refrata convergindo em um ponto Fi’ que pertence ao plano focal secundário imagem dessa lente. O mesmo ocorre com lente divergente.

Para determinar a imagem A’B’C’ de um corpo extenso ABC você deve localizar a imagem de cada

ponto e depois uni-las. Veja o exemplo da figura acima.

Dados um objeto AB, sua imagem A’B’ e o eixo principal (ep) de uma lente, localizar a lente, seu foco f, seu ponto anti-principal (A)  e esquematizar dois raios de luz que determinam a imagem

Etapas:

1a

2a–

óptico 0 da lente e, consequentemente a mesma.

3a–

refração na lente, divergindo, de modo que seu prolongamento passe por A’ e intercepte o ep no foco Fi.

4a

Lembre-se de que fo e Ao são simétricos a fi e Ai e estão do outro lado da lente.

Exemplo:

1a 

2a 

 3a 

4a 

raios de luz 1 e 2 que determinam a imagem.

Confira os exercícios com resolução comentada

Como saber se a imagem é real ou virtual direita ou invertida?

O que é imagem real é invertida?

São características das imagens formadas por espelhos planos simetria invertida e virtual?