Le lenti sferiche fanno parte dello studio di fisica ottica, essendo un dispositivo ottico composto da tre supporti omogenei e trasparenti.
In questo sistema sono associate due diottrie di cui una necessariamente sferica. L'altra diottria può essere piatta o sferica.
Le lenti sono di grande importanza nella nostra vita, poiché con esse possiamo aumentare o ridurre le dimensioni di un oggetto.
Esempi
Molti oggetti di uso quotidiano utilizzano lenti sferiche, ad esempio:
- Bicchieri
- Lente d'ingrandimento
- Microscopi
- telescopi
- Fotocamere
- Videocamere
- proiettori
Tipi di lenti sferiche
Secondo il curvatura tale caratteristica, le lenti sferiche sono classificate in due tipologie:
Lenti convergenti
Chiamato anche lenti convesse, le lenti convergenti hanno una curvatura verso l'esterno. Il centro è più spesso e il bordo è più sottile.
Schema di lenti convergenti
Lo scopo principale di questo tipo di obiettivo a sfera è quello di aumentare gli oggetti. Prendono questo nome perché il raggi di luce convergono, cioè avvicinati.
Lenti Divergenti
Chiamato anche lenti concave, le lenti divergenti hanno una curvatura interna. Il centro è più sottile e il bordo è più spesso.
schema di lenti divergenti
Lo scopo principale di questo tipo di obiettivo a sfera è quello di rimpicciolire gli oggetti. Prendono questo nome perché il i raggi di luce divergono, cioè allontanarsi.
Inoltre, secondo il tipi di diottrie quale caratteristica (sferica o sferica e piatta), le lenti sferiche possono essere di sei tipi:
Tipi di lenti sferiche
Lenti convergenti
- a) Biconvesso: ha due facce convesse
- b) Piano convesso: una faccia è piatta, l'altra è convessa
- c) Concavo-convesso: una faccia è concava e l'altra è convessa
Lenti Divergenti
- d) Biconcavo: ha due facce concave
- e) Piano Concavo: una faccia è piatta e l'altra è concava
- f) Convesso-Concavo: una faccia è convessa e l'altra è concava
Nota: Tra questi tipi, tre hanno un bordo più sottile e tre hanno un bordo più spesso.
Vuoi saperne di più sull'argomento? Leggi anche:
- riflesso di luce
- rifrazione della luce
- specchi piatti
- specchi sferici
- Luce: rifrazione, riflessione e mezzi di propagazione
- Formule di fisica
Formazione dell'immagine
L'immagine varia in base al tipo di obiettivo:
Lenti convergenti
Le immagini possono essere formate in cinque casi:
- Immagine reale, invertita e più piccola dell'oggetto
- Immagine reale, invertita e stessa dimensione dell'oggetto
- Immagine reale, capovolta e più grande dell'oggetto
- Immagine non corretta (è all'infinito)
- Immagine virtuale, a destra dell'oggetto e più grande di esso
lente divergente
Quanto alla lente divergente, la formazione dell'immagine è sempre: virtuale, a destra dell'oggetto e più piccola di esso.
Potenza focale
Ogni obiettivo ha un potere focale, cioè il capacità di convergere o divergere i raggi luminosi. Il potere focale è calcolato dalla formula:
P = 1/f
Essere,
P: potenza focale
f: lunghezza focale (dall'obiettivo alla messa a fuoco)
Nel Sistema Internazionale la potenza focale si misura in diottrie (D) e la lunghezza focale in metri (m).
È importante notare che nelle lenti convergenti, la lunghezza focale è positiva, quindi vengono anche chiamate lenti positive. Nelle lenti divergenti, tuttavia, è negativo e quindi vengono chiamate lenti negative.
Esempi
1. Qual è la potenza focale di una lente convergente con lunghezza focale di 0,10 metri?
P = 1/f
P = 1/0.10
P = 10 D
2. Qual è la potenza focale di un obiettivo divergente con lunghezza focale di 0,20 metri?
P = 1/f
P = 1/-0,20
P = - 5 D
Esercizi per l'esame di ammissione con feedback
1. (CESGRANRIO) Un oggetto reale è posto perpendicolarmente all'asse principale di una lente convergente di focale f. Se l'oggetto si trova a una distanza di 3f dall'obiettivo, la distanza tra l'oggetto e l'immagine coniugata da tale obiettivo è:
a) f/2
b) 3f/2
c) 5f/2
d) 7f/2
e) 9f/2
Alternativa b
2. (MACKENZIE) Considerando una lente biconvessa le cui facce hanno lo stesso raggio di curvatura, possiamo dire che:
a) il raggio di curvatura delle facce è sempre pari al doppio della lunghezza focale;
b) il raggio di curvatura è sempre uguale alla metà del reciproco della sua vergenza;
c) è sempre convergente, qualunque sia l'ambiente;
d) è convergente solo se l'indice di rifrazione del mezzo circostante è maggiore di quello del materiale della lente;
e) è convergente solo se l'indice di rifrazione del materiale della lente è maggiore di quello dell'ambiente circostante.
Alternativa e
3. (UFSM-RS) Un oggetto si trova sull'asse ottico e ad una distanza P di una lente a distanza convergente f. Essere P più grande allora f è più piccolo di 2f, si può dire che l'immagine sarà:
a) virtuale e più grande dell'oggetto;
b) virtuale e più piccolo dell'oggetto;
c) reale e più grande dell'oggetto;
d) reale e più piccolo dell'oggetto;
e) reale e uguale all'oggetto.
Alternativa c
