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Física

Lentes Esféricas

Miguel Bertelli
Publicado por Miguel Bertelli
Última atualização: 14/11/2019

Introdução

Lentes esféricas pertencem ao ramo da óptica na física. Elas são compostas por um meio transparente que possui duas superfícies, sendo pelo menos uma delas esférica.

As lentes esféricas estão presentes em muitos objetos que utilizamos diariamente, portanto tem uma grande importância. Exemplos importantes de lentes esféricas são câmeras fotográficas, microscópios, lupas, telescópios, óculos, entre outros.

Tipos de lentes esféricas

As lentes esféricas são classificadas em dois tipos, as lentes convergentes e as lentes divergentes.

Lentes convergentes

As lentes convergentes, também conhecidas como lentes convexas, são lentes que possuem pelo menos uma das extremidades com uma curvatura para o lado externo.

Por possuir uma curvatura para o exterior, as lentes convergentes possuem uma espessura maior no centro, e uma espessura menor nas bordas.

Uma das principais características das lentes convergentes é aumentar os objetos. Pela sua característica de diferença de espessura entre o centro e as bordas, ela converge os raios de luz em um ponto.

As lentes convergentes ainda podem ter 3 tipos de subclassificação, são elas:

  • Biconvexa: Nesse tipo de lente esférica as duas faces são convexas.
  • Plano convexa: Nesse tipo de lente esférica uma das faces é plana, e a outra face é convexa.
  • Côncavo-convexa: Nesse tipo de lente esférica uma das faces é convexa, e a outra face é côncava.

Lentes divergentes

As lentes divergentes, também conhecidas como lentes côncavas, são lentes que possuem pelo menos uma das extremidades com uma curvatura para o lado interno.

Por possuir uma curvatura para o interior, as lentes divergentes possuem uma espessura menor no centro e uma espessura maior nas bordas.

Uma das principais características das lentes divergentes é diminuir objetos. Pela sua característica de diferença de espessura entre o centro e as bordas, ela diverge os raios de luz.

  • Bicôncava: Nesse tipo de lente esférica as duas faces são côncavas.
  • Plano Côncava: Nesse tipo de lente esférica uma das faces é plana, e a outra face é côncava.
  • Plano Convexa-Côncava: Nesse tipo de lente esférica uma das faces é côncava, e a outra face é convexa.

Como as imagens são formadas nas lentes esféricas?

Vamos dividir a formação das imagens em dois casos diferentes de acordo com a classificação das lentes.

Lentes convergentes

Temos cinco casos diferentes de formação de imagens em lentes convergentes, são eles:

  • Imagem real, invertida e menor.
  • Imagem real, invertida e de tamanho igual.
  • Imagem real, invertida e maior que o objeto.
  • Imagem imprópria.
  • Imagem virtual e maior.

Lentes divergentes

No caso de lentes divergentes, as imagens se formam sempre de forma virtual, e maior que o objeto.

Potência focal

Potência focal é o quanto uma lente tem a capacidade de convergir ou divergir raios de luz. 

A potência focal é medida em dioptria (D). Podemos calcular utilizando a seguinte fórmula:

Sendo: 

  • P: Potência focal.
  • f: Distância focal.

Em lentes convergentes a distância focal é positiva, e isso implica que a potência focal será positiva também. Já em lentes divergentes a distância focal é negativa, e isso implica que a potência focal será negativa também.

Correção de defeitos na visão utilizando lentes esféricas

É possível corrigir alguns defeitos de visão utilizando lentes esféricas.

Miopia e lente divergente

miopia é um alongamento do globo ocular, onde a retina se afasta do cristalino, fazendo com que a pessoa tenha dificuldade para ver objetos distantes. Neste caso a lente divergente corrige esse problema de visão.

Hipermetropia e lente convergente

hipermetropia é uma diminuição do globo ocular, onde a retina se aproxima do cristalino, fazendo com que a pessoa tenha dificuldade para ver objetos próximos. Neste caso a lente convergente corrige esse problema de visão.

Fórmulas



Exercícios

Exercício 1
(ENEM/2015)

O avanço tecnológico da medicina propicia o desenvolvimento de tratamento para diversas doenças, como as relacionadas à visão. As correções que utilizam laser para o tratamento da miopia são consideradas seguras até 12 dioptrias, dependendo da espessura e curvatura da córnea. Para valores de dioptria superiores a esse, o implante de lentes intraoculares é mais indicado. Essas lentes, conhecidas como lentes fácicas (LF), são implantadas junto à córnea, antecedendo o cristalino (C), sem que esse precise ser removido, formando a imagem correta sobre a retina (R).

O comportamento de um feixe de luz incidindo no olho que possui um implante de lentes fácicas para correção do problema de visão apresentado é esquematizado por:

    Ilustração: Rapaz corpulento de camiseta, short e tênis acenando

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