Formação de imagens nas lentes esféricas

As lentes esféricas podem ser do tipo convergente, que focalizam a luz incidente em um ponto único, ou divergente, que espalham os raios de luz incidentes. Cada tipo de lente forma imagens específicas, que são utilizadas para diversas finalidades, como na correção de problemas de visão, no zoom de máquinas fotográficas e câmeras de vídeo, na composição de microscópios etc.

Elementos das lentes

Os elementos que compõem as lentes esféricas são:

• Centro óptico (O): as chamadas lentes delgadas apresentam espessura muito inferior ao tamanho de suas faces. Isso faz com que os vértices das faces dessas lentes quase ocupem o mesmo ponto, o qual é definido como centro óptico da lente;

• Foco (f): ponto onde a luz é focalizada;

• Ponto antiprincipal (2f): ponto que corresponde ao dobro do foco em distância do centro óptico;

• Eixo principal: linha que contém o ponto antiprincipal, o foco e o centro óptico de uma lente.

Propriedades das lentes esféricas

O comportamento das lentes esféricas ao receber a luz incidente determina a formação de diferentes tipos de imagens. Raios de luz que incidem sobre lentes esféricas são refratados de três maneiras:

• Todo raio de luz que incide paralelo ao eixo principal é refratado na direção do foco;

• Todo raio de luz que incide na lente pelo foco refrata-se paralelamente ao eixo principal;

• Todo raio de luz que incide sobre o centro óptico não sofre desvio.

Imagens das lentes convergentes

Como seguem as propriedades das lentes esféricas, as convergentes formam cinco tipos distintos de imagens:

1. Quando o objeto (representado em azul) é posicionado antes do ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem (representada em vermelho) real, invertida e menor que o objeto.

Ex.: Máquina fotográfica e olho humano.

2. Quando o objeto (representado em azul) é posicionado sobre o ponto antiprincipal, a lente forma uma imagem (representada em vermelho) real, invertida e igual ao objeto.

Ex.: Máquinas de fotocópia.

3. Quando o objeto (representado em azul) é posicionado entre o ponto antiprincipal e o foco da lente, a imagem formada (representada em vermelho) é real, invertida e maior que o objeto.

Ex.: Projetores.

4. Quando o objeto (representado em azul) é posicionado sobre o foco da lente, não é formada uma imagem, pois os raios refratados são paralelos e nunca se cruzam para formar uma imagem do objeto.

5. Quando o objeto (representado em azul) é posicionado entre o foco e o centro óptico da lente, sua imagem (representada em vermelho) é virtual, direita e maior que objeto.

Ex.: Lupas.

Imagem da lente divergente

As lentes divergentes são capazes de formar apenas um tipo de imagem, pois, qualquer que seja a posição de um corpo (representado em azul) diante de uma lente divergente, sua imagem (representada em vermelho) é virtual, direita e menor. Lentes desse tipo são utilizadas para a correção da miopia.