Instrumentos Ópticos

INSTRUMENTO ÓPTICO: é toda combinação conveniente de dispositivos como espelhos, prismas e lentes.

Instrumentos de observação: são aqueles que conjugam imagens finais virtuais, vistas diretamente pelo observador, como na lupa, no microscópio e na luneta. Instrumentos de projeção: são aqueles que conjugam imagens finais reais, vistas pelo observador através de um anteparo, como na máquina fotográfica e projetores em geral.

LUPA OU LENTE DE AUMENTO

É constituída apenas por uma lente convergente que conjuga uma imagem virtual, direita e maior que o objeto, ou seja, ela é biconvexa, estando o objeto entre o foco principal objeto F e o centro óptico O. É o instrumento de observação mais simples. Ela é utilizada para aumentar, aparentemente, o tamanho dos objetos. Esse aumento acontece porque o objeto é colocado entre a lente convergente e o foco da mesma, e o aumento será cada vez maior quanto menor for a distância focal da lente.

Obs: A lupa, quando fixa em um suporte, recebe o nome de microscópio simples.

MICROSCÓPIO COMPOSTO

É um instrumento de observação constituído essencialmente por um tubo, tendo em cada extremidade uma lente convergente. Trata-se de uma associação de duas lentes separadas de uma distância d. A lente próxima do objeto é denominada de objetiva (distância focal da ordem de milímetros); e a outra, onde fica o globo ocular do observador, é denominada ocular (distância focal da ordem de centímetros). A objetiva fornece uma imagem (i1) real, invertida e maior que o objeto. Essa imagem é o objeto real para a ocular, que funciona como lupa e, portanto, fornece para o observador uma imagem final (i2) virtual, invertida e maior em relação ao objeto. Concluindo, o microscópio composto fornece uma imagem final duplamente ampliada, o que permite uma ótima observação de objetos de pequenas dimensões.

O aumento linear transversal (A) do microscópio composto é dado pelo produto dos aumentos lineares transversais da objetiva (Aob.) e da ocular (Aoc.).

LUNETA ASTRONÔMICA

É um instrumento de observação que tem o mesmo princípio de funcionamento de um microscópio composto, só que a sua objetiva é bem maior (distância focal da ordem de metros), enquanto a ocular é semelhante (distância focal da ordem de centímetros). A imagem (i1) real e invertida fornecida pela objetiva está no seu plano focal imagem, pois o objeto está muito afastado. A imagem i1 é objeto para a ocular, que forma a imagem final (i2) virtual, invertida e maior em relação ao objeto distante. O aumento visual ou angular (G) da luneta é dado pela relação entre a distância focal da objetiva (fob.) e a distância focal da ocular (foc.)

COMO FUNCIONA UMA LUNETA ASTRONÔMICA

O que dá mais quantidade de detalhes é o tamanho da imagem na retina. Esse tamanho é o tamanho do objeto pelo fator de aumento (que no caso é redução) o/i, como se vê aplicando uma relação de triângulo.

Para a imagem estar nítida é imprescindível que a lente do olho ("cristalino") esteja no valor certo de convergência ("distância focal f") que corresponde aos valores de distâncias objeto ("o") e imagem ("i"). Para isto o cristalino é curvado pela pressão de músculos, mas para termos uma imagem maior na retina teríamos que ter ele mais longe, ou seja, um olho maior:

Como isto não é possível, vejamos o que poderia ser feito para colocar na retina a imagem maior dada por uma lente de distância focal grande:

A primeira imagem é maior que a que tínhamos na retina sem a lente, porém quando a queremos ver pela retina, a distância em que ela fica do olho (é sempre da ordem de 30 cm, se chegarmos mais perto que isso não vemos nítido, o olho não consegue focalizar) leva a uma redução de imagem na retina.

Para poder chegar perto com o olho, a solução é usar uma lupa, ou seja, adicionar ao olho uma lente de curta distância focal, que se chama ocular.

PROJETOR

O projetor, através de uma lente convergente, fornece imagens reais, invertidas e maiores que o objeto (filme ou slide). Como as imagens são projetadas numa tela e vistas por espectadores, é conveniente colocar o objeto invertido no projetor para se obter uma imagem direita.

MÁQUINA FOTOGRÁFICA

É um instrumento de projeção, onde o anteparo que capta e grava a imagem real é um filme fotossensível, isto é o que propicia uma reação química entre os sais que compõem a película e a luz incidente. A máquina simplificada é constituída por uma câmara escura onde, no lugar do orifício, coloca-se uma lente convergente. Na face oposta estará o filme.

Mecanismo de focalização: quando o objeto se aproxima, a imagem se afasta da lente e deixa de se formar sobre o filme. Para que a imagem se projete novamente sobre o filme, a lente deve ser afastada do filme, para “puxar” a imagem de volta à posição inicial, como mostra a figura.
A = Aob. Aoc.
G = fob. foc.

Fonte: http://www.coladaweb.com/fisica/optica/instrumentos-opticos