Enunciado

Considere urna lente com índice de refração n 2 e superfícies de raios R 1   e R 2 . A lente é imersa em um fluido com índice de refração n 1

a. Derive uma equação do tipo da equação dos fabricantes de lentes, generalizada, para substituir a Equação 23.27 no caso em que a lente estiver cercada por um meio que não seja o ar, ou seja, quando n 1 ≠ 1 .

b. Uma lente de vidro convergente simétrica (isto é, duas interfaces igualmente curvas) é formada por duas superfícies esféricas com raios de 40 cm. Determine a distância focal desta lente no ar e na água.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

Usando o modelo de raio de luz e supondo que a lente seja uma lente fina.

Seja n 1 o índice de refração do fluido e n 2 o índice de refração da lente. A lente consiste em duas superfícies esféricas com raios de curvatura R 1 e R 2 e a espessura da lente t → 0. Para a refração da superfície com raio R 1 , usamos a Equação 23.21:

n 1 s 1 + n 2 s 1 ' = n 2 - n 1 R 1

Para a refração da superfície com raio R2, temos que

n 2 - s 1 ' + n 1 s 2 ' = n 1 - n 2 R 2  

Um sinal negativo é usado com s 1 ' porque a imagem formada pela primeira superfície da lente é uma imagem virtual. Esta imagem virtual é o objeto da segunda superfície, adicionando as duas equações, nós temos

n 1 s 1 + n 1 s 2 ' = n 2 - n 1 1 R 1 - 1 R 2

Fazendo algumas manipulações, nós temos que

1 s 1 + 1 s 2 ' = 1 f = n 2 - n 1 n 1 1 R 1 - 1 R 2

Passo 2

B - No ar, R1 = +40 cm (convexo em direção ao objeto), R2 = −40 cm (côncavo em direção ao objeto), n 1 = 1,0 e n 2 = 1,50 . Assim temos que

1 f = 1,50 - 1,0 1,0 1 40   c m - 1 - 40   c m → f = 40   c m

Na água, n 1 = 1,33 e n 2 = 1,50 . Então...

1 f = 1,50 - 1,33 1,33 1 40   c m - 1 - 40   c m → f = 156   c m

Resposta

a )   E x p l i c a ç ã o  

b )   f a r = 40   c m

f á g u a = 156   c m

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