Dentre os
componentes de sistemas ópticos mais úteis, devemos citar as lentes.
Se você tiver oportunidade de olhar detalhadamente a estrutura de
uma máquina fotográfica moderna ou uma lente zoom ou ainda um telescópio,
você entenderá rapidamente a relevância das lentes esféricas. Estes
instrumentos úteis são construídos utilizando lentes esféricas.
Os óculos são constituídos de duas lentes esféricas.
Na
figura abaixo temos um esquema de uma lente zoom de uma máquina
fotográfica moderna. Nesse caso ela é composta de três lentes.
A
utilidade de uma lente é que com elas podemos aumentar (ou reduzir)
o tamanho de um objeto. E esse aumento pode chegar a milhares de
vezes. Esse é o caso dos microscópios e telescópios.
Nesse
capítulo vamos entender como funcionam as lentes esféricas. As
lentes de uso mais amplo são aquelas constituídas de vidro ou de
acrílico (óculos, por exemplo).
Para
o que segue adotaremos ainda as seguintes definições.
Cada
fase é constituída de uma superfície esférica de raio R. Temos,
portanto, numa lente esférica, em geral, dois raios de curvatura
e
. Consequentemente, teremos também dois centros de curvatura
e
.
O
eixo passando por
e
é o eixo principal. Ele cruza a primeira face no ponto
(um vértice da lente) e a segunda face no ponto
(o segundo vértice da lente). A distância entre
e
será adotada como a espessura (e) da lente.
Finalmente,
vamos introduzir a nomenclatura comumente utilizada ao nos referirmos
às lentes esféricas. Podemos ter seis tipos de lentes esféricas
(formada por dioptros esféricos ou esférico e plano). Se olharmos
para o perfil dessas lentes, veremos que três delas têm bordas finas
e três delas têm bordas espessas.
Os
nomes das lentes são, usualmente, associados às faces. Existem
duas faces a nomear. Se a primeira fase for plana, o nome plano
vem em primeiro lugar (plano-côncavo e plano-convexo). Se as faces
tiverem nomes iguais fazemos uso do prefixo bi (bicôncava, biconvexa).
Nos demais casos citamos a face que tiver o maior raio de curvatura
em primeiro lugar e em seguida a de menor curvatura. Temos assim,
de acordo com essa convenção os nomes das diversas lentes esféricas
na figura acima.
Denominamos de lente delgada a uma lente tal que sua espessura seja
muito menor do que os raios da curvatura de qualquer uma das faces
(espessura desprezível).
e
dos dois dioptros. Denominaremos de
o índice de refração do meio no qual a lente está imerso (em geral o ar) e de
o índice de refração do meio do qual a lente é constituída.
