Aplicações da óptica na vida cotidiana / 4° bimestre

 

A natureza deu ao Homem um instrumento óptico que é o olho. Ele possui uma lente, o cristalino, que é atravessada pela luz focalizando-a na retina, onde se forma a imagem. Mas, os olhos podem ter imperfeições, que nos impedem de distinguir, muitas vezes coisas próximas e não possuem alcance suficiente para observar com detalhes coisas distantes

Assim, o Homem com sua sede de saber, à partir de estudos, constrói instrumentos que nos permitem ver, o que de modo natural, seja por qualquer motivo não conseguimos.

Há diversas aplicações da óptica no dia a dia de todos nós, como:

• as mais conhecidas, as lentes. Lupas, óculos e lentes de contato. Além de telescópios, microscópios, câmaras fotográficas, que também utilizam lentes.
• espelhos (planos, convexos, como os retrovisores externos dos automóveis, periscópios, espelho parabólico, como nos faróis de automóveis e o refletor parabólico utilizado nas antenas de micro-ondas.)
• prismas
• fibras ópticas (cabos de fibras ópticas são usados em telefonia e podem processar 40000 chamadas de uma vez.)
• raio laser (usado em CDs e DVDs.)
• leitura óptica
• sensor de filmes óptico, usado pelo Censo para scanear formulários que foram colocados em microfilme.
• Aparelhos de leitura óptica que servem para ler impressões digitais.

Fundamentos das Aplicações

• As lentes formam um sistema óptico transparente com duas superfícies, sendo, pelo menos uma delas, curva, quase sempre esférica. Nos problemas de visão, podemos usar lentes convergentes para hipermetropia ou divergentes para miopia. As lentes de contato tem a mesma finalidade que as dos óculos e são importantes, inclusive na correção de certas doenças. A lupa ou lente de aumento é uma lente convergente, usada para ampliar a visão de um objeto.

• Espelhos, são superfícies polidas que refletem luz. Um espelho plano forma imagens virtuais. Um espelho esférico, como o espelho externo dos automóveis fornece imagens reduzidas dos objetos. O espelho parabólico é usado nos refletores dos faróis dos automóveis. As antenas parabólicas ou antenas de micro-ondas são usadas para transmitir ou receber sinais de telefonia, tv, transmissão de dados por computadores, etc. Outros aparelhos que usam lentes e espelhos são periscópios, que nos permitem enxergar objetos fora do alcance de nossa visão, e usam espelhos. Telescópios que usam espelhos e lentes e hoje há até o Hubble, telescópio colocado no espaço.

• Prisma é um instrumento óptico que decompõe a luz solar. É um corpo transparente de faces planas e paralelas e pode ser usado para decompor a luz branca do sol.

• Fibras ópticas são conhecidas também como tubos de luz. São finíssimas, constituídas por vidro transparente com alto grau de pureza e esticado até chegar a medir 0,5mm de diâmetro. A luz penetra numa das extremidades da fibra, passa por dentro dela, refletindo-se incessantemente pelas paredes internas, e atinge a outra extremidade. Não importa a distância, as fibras ópticas levam informações de uma parte do globo à outra, quase instantaneamente, ou seja, à velocidade da luz. É muito usada em telefonia, empresas de TV a cabo, informática, indústrias eletrônicas e na medicina, onde exames como endoscopia são feitos com aparelhos que usam fibras ópticas.

• Raio laser. Um dispositivo laser possui em geral três partes principais; a substância que gera a luz, uma fonte de energia e espelhos especiais. O laser não cria luz, apenas a torna mais intensa. A luz do feixe de laser não se espalha pelo ambiente, mas segue uma linha reta. Por causa desta precisão, é usado na indústria para soldar ou para cortar materiais tão resistentes quanto chapas de aço; na medicina, para cortar ou costurar tecidos no corpo; na engenharia, para medir distâncias e objetos com exatidão.Nos cds de música ou usados em computador cd rom, no lugar da agulha, um fino feixe de raios laser atravessa o plástico (de que é feito o disco) e “varre”o disco.

• Leitura óptica. Um aparelho de leitura óptica focaliza imagens que são impressas em caracteres, através de fototransistores, que convertem luz em eletricidade.

Conclusão

Certamente ainda existem muitas utilidades que talvez tenham sido esquecidas e outras tantas que ainda serão exploradas dentro da Óptica, porque cada vez mais o homem avança descobrindo novas tecnologias.

Instrumentos Ópticos

O objetivo deste trabalho é relacionar os diversos tipos instrumentos ópticos bem como seus mecanismos de convergência – divergência, dentre tantos outros. E também estabelecer as suas diversa funções.

LUPA

A lupa é o instrumento óptico  de ampliação mais simples que existe. Sua principal finalidade é a obtenção de imagens ampliadas, de tal maneira que seus menores detalhes possam ser observados com perfeição.

A lupa, também é chamada de microscópio simples e consiste em uma lente convergente, logo, cria imagens virtuais.

Em linhas gerais, qualquer lente de aumento pode ser considerada como uma lupa. Há tipos que constam de um suporte contendo a lente, uma armação articulada, onde é colocada a lâmina que contém o objeto a ser observado e um espelho convergente (o condensador) para concentrar os raios luminosos sobre o objeto. Este deve ser colocado a uma distância da lente, menor que a distância focal da mesma.

Há uma condição para que a imagem formada seja nítida. De acordo com o foco objeto da lente usada como lupa, temos uma distância mínima de visão nítida. Se a lente for colocado próximo a um objeto numa distância menor que a sua distância mínima de visão nítida, a imagem não será visível.

LUNETA ASTRONÔMICA

As lunetas astronômicas são instrumentos ópticos de aproximação, são usadas na observação de  objetos muitos distante.

As lunetas astronômicas são instrumentos formados por dois sistemas ópticos distintos: uma lente objetiva de grande distância focal que proporciona uma imagem real e invertida do objeto observado, e uma lente ocular com distância focal menor que proporciona uma imagem virtual e invertida do objeto.

Os dois sistemas são colocados nas extremidades opostos de um conjunto de tubos concêntricos, que se encaixam um nos outros fazendo variar à vontade o comprimento do conjunto a fim de focar melhor objeto a ser observado.

As lunetas de grande porte e alta capacidade de ampliação são dotadas de uma luneta menor pesquisadora, já que as primeiras possuem um campo de visão.

A principal diferença entre as lunetas astronômicas e terrestres é, além do porte, a posição da imagem. Aquelas apresentam a imagem final invertida, e essas apresentam a imagem na posição real do objeto já que possuem um sistemas de lentes adicionais entre a objetiva e a ocular

MICROSCÓPIO COMPOSTO

O microscópio composto, ou simplesmente, microscópio, é um instrumento óptico utilizado para observar regiões minúsculas cujos detalhes não podem ser distinguidos a olho nu.

É baseado no conjunto de duas lentes.  A primeira é a objetiva que é fortemente convergente (fornece uma imagem real e invertida)  e possui pequena distância focal, fica voltada para o objeto e forma no interior do aparelho a imagem do mesmo. A segunda é ocular também com pequena distância focal, menos convergente que a objetiva, permite ao observador ver  essa mesma imagem, ao formar uma imagem final virtual e direita.

Essas lentes são colocadas diametralmente em extremidades opostas de um tubo, formando o conjunto chamado de canhão.

O sistema que permite o afastamento ou aproximação do conjunto ocular – objetiva permite uma melhor visualização do campo observado ao focalizá-lo.

CÂMERA FOTOGRÁFICA

A câmera fotográfica como um instrumento óptico de projeção, se baseia  no princípio de que um objeto visto através de uma lente convergente, a uma distância maior que a distância da mesma, produz uma  imagem real e invertida, e mais ainda: seu tamanho é inversamente proporcional à distância foco objeto. A lente ou sistema de lente empregada recebe o nome de objetiva.

É importante que a imagem seja projetada sobre o filme, se a mesma se formar antes ou depois do filme teremos uma foto fora de foco. Por isso, ajusta-se as lentes objetivas a fim de que obtenha-se uma imagem nítida.

Quando em foco, a imagem que formada no filme fotográfico é real e invertida.

CONCLUSÃO

Os diversos instrumentos ópticos estão intimamente ligados às nossas vidas. Através de recursos relativamente simples foram capazes de revolucionar a humanidade, seja propiciando prazer e conforto ou mesmo, ajudando aos homens na busca de suas origem ou de um aprimoramento científico.

Por: Denis Zilz  e Carlos Henrique Alves