Instrumentos ópticos: lupa, microscópio e telescópio
FísicaÓpticaIdades 14–15
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Diagramas de raios da lupa (M = D/f com o olho relaxado, 1 + D/f no ponto próximo), do microscópio composto (imagem intermediária real, M ≈ (L/fₒ)(D/fₑ)) e do telescópio refrator ou refletor (M = fₒ/fₑ em ajuste normal). O critério de Rayleigh θ = 1,22λ/D mostra quando duas estrelas são resolvidas ao mudar a abertura e o comprimento de onda, o poder de captação de luz cresce como D², um gráfico da atmosfera mostra quais faixas exigem telescópios espaciais e um espectroscópio compara as linhas escuras de uma estrela com as de H, He, Na, Ca e Fe.
Aula: Instrumentos ópticos; Lupa; Microscópio; Telescópio; Poder de resolução
O que mostra
Instrumentos ópticos fazem coisas pequenas ou distantes parecerem maiores porque aumentam o ângulo sob o qual o olho as vê. A lupa forma uma imagem virtual direita; o microscópio composto acrescenta uma objetiva que forma uma imagem real ampliada para a ocular; a objetiva de um telescópio, lente ou espelho côncavo, forma a imagem de um objeto distante no seu plano focal. Uma abertura maior coleta mais luz (∝ D²) e mostra mais detalhes, com o limite da difração (critério de Rayleigh). Supõem-se lentes delgadas e raios paraxiais; o gráfico da atmosfera é uma média simplificada de céu limpo.
Como usar
Em Lupa, mude a distância focal e a distância do objeto ou clique em Olho relaxado ou Imagem a 25 cm. Em Microscópio, ajuste a objetiva, a ocular e a distância entre as lentes e clique em Ajuste normal. Em Telescópio, escolha Refrator ou Refletor e mude fₒ, fₑ e a abertura. Em Poder de resolução, mude a abertura, o comprimento de onda e a separação até as estrelas ficarem no limite da resolução. Em Atmosfera e espectros, escolha uma faixa, depois uma estrela, e marque elementos para identificar suas linhas.
Parâmetros que você pode mudar
- Tela Lupa, Microscópio, Telescópio, Poder de resolução, Atmosfera e espectros
- Distância focal da lupa f 2,5–10 cm
- Distância do objeto à lupa u 1–10 cm
- Objetiva do microscópio fₒ 0,4–2 cm
- Ocular do microscópio fₑ 2–8 cm
- Distância entre as lentes do microscópio 12–25 cm
- Distância do objeto à objetiva uₒ 0,41–3,2 cm
- Tipo de telescópio Refrator (lentes), Refletor (espelho)
- Objetiva do telescópio fₒ 40–200 cm
- Ocular do telescópio fₑ 0,5–10 cm
- Ocular deslocada Δ -1–0,5 cm
- Abertura D 0,5–1000 cm
- Comprimento de onda λ 400–700 nm
- Separação das estrelas θ 0,01–100 ″
- Estrela Estrela A (como o Sol), Estrela B (quente, branco-azulada), Estrela C (fria, alaranjada)
- Faixa Raios gama, Raios X, Ultravioleta, Luz visível, Infravermelho, Micro-ondas, Ondas de rádio
Perguntas para explorar
- Por que um telescópio com objetiva de maior distância focal e ocular de menor distância focal dá maior aumento angular?
- Como mudam a luz coletada e o menor ângulo resolvido quando você dobra a abertura?
- Por que telescópios de raios X e ultravioleta precisam ficar em órbita, enquanto radiotelescópios funcionam no solo?
