10.337 – Mega Wise – Noções de Óptica


lupa

Os elementos geométricos de uma lente são centos de curvatura ou das superfícies esféricas, o centro, distância focal e potência de uma lente. Centros de curvatura são os centros das superfícies esféricas que formam as faces c&c. Centro óptico é o centro geométrico da lente (o). Eixo principal é a reta que une os centros de curvatura. Eixo secundário é qualquer reta que passe pelo centro óptico. Focos são pontos onde concorrem os raios paralelos ao eixo principal depois de atravessar a lente (foco real F) ou seus prolongamentos.
Se a distância for expressa em metros, a potência será obtida em dioptrias (uma dioptria = 1/m.
Mesmo o olho humano mais perfeito tem uma série de limitações. Por isso, para poder ver objetos muito pequenos ou muito distantes, o homem recorre a ajuda de instrumentos ópticos. Os sistemas ópticos são a combinação de espelhos, prismas e lentes utilizados para ampliar os limites da observação direta. Os instrumentos ópticos mais utilizados são a lupa ou microscópio simples, o microscópio composto, a lupa binocular, as lunetas terrestres, as lunetas astronômicas e a câmera fotográfica.

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A Lupa
é um instrumento óptico munido de uma lente com capacidade de criar imagens virtuais ampliadas. É utilizada para observar com mais detalhe pequenos objetos ou superfícies.Também denominada microscópio simples – é constituída de uma única lente convergente. Para compreender como é o funcionamento da lupa, precisamos analisar tanto como a lupa conjuga imagens, como estas imagens (objetos virtuais para o nosso olho) acabam sendo projetadas na nossa retina. O olho humano só focaliza uma imagem de um objeto em sua retina se a distância entre o objeto e o olho for maior que a de um ponto específico (Ponto Próximo). Notamos facilmente que quando o objeto está mais próximo do olho que a distância do Ponto Próximo a imagem se torna desfocada. A posição do ponto próximo é variável, de pessoa para pessoa. Sendo comum essa distância ser maior em pessoas mais idosas (explicando porque algumas pessoas não conseguem ler de perto, mas esticando o braço e aumentando a distância do papel para o olho, conseguem ler sem maiores problemas). Imagine um objeto posto sobre o Ponto Próximo de um olho humano. O tamanho da imagem produzida na retina varia com o ângulo α que o objeto ocupa no campo de visão. Quando aproximamos o objeto do olho, aumentamos este ângulo. Assim aumentamos a capacidade de observar detalhes do objeto, mas como ele está numa distância menor que do ponto próximo, o vemos fora de foco, perdendo nitidez. Para fazermos com que esta imagem desfocada fique nítida novamente, colocamos uma lente convergente entre o olho e o objeto ( Importante que o objeto esteja mais próximo do olho do que o ponto focal da lente). O que o olho passa a enxergar é uma imagem virtual do objeto. Esta imagem fica mais distante do olho do que o Ponto Próximo, sendo uma imagem nítida. Apesar dessa ampliação, a lupa não serve para a observação de objetos muito pequenos como células,bactérias e insetos pequenos, pois nesses casos se faz necessário um aumento muito grande.A solução é associarmos duas ou mais lentes convergentes, como no microscópio composto.
Em 1885 foi encontrada uma lupa de quartzo nas ruínas do palácio do rei Senaqueribe (708-681 a.C.) da Assíria. Relatos do historiador Plínio (23-79 d.C.), apresentam “Vidros Queimadores”, os quais eram produzidos pelos romanos, ou seja, lentes usadas para iniciar o fogo, com auxilio da luz solar. Uma lente plano-convexa foi encontrada nas ruínas de Pompéia (Roma).Fabricando vidro desde o século VI a.C. chineses também conheciam lentes de aumento e de diminuição, usando também lentes para iniciar o fogo. Na China também já moldava lentes utilizando cristal de rocha natural, desde o século X.
No século XVIII as propriedades de uma lupa foram descritas por Roger Bacon, na Inglaterra.

6112 – Sonda Magalhães explorou Vênus


Sonda Magalhães rumo à Vênus

Após perder contato com a Terra várias vezes, a Sonda americana Magalhães acabou superando as expectativas de seus idealizadores. Chegaria sem danos a Vênus, seu destino final e as primeiras imagens causaram surpresa. Foram mostradas estranhas figuras cruzadas, possivelmente geradas por atividade vulcânica. A Sonda Magalhães discerniu detalhes de até 120 metros, dez vezes mais que qualquer outro instrumento anterior.

1994 (Sonda espacial Magalhães entrou na atmosfera de Vênus e foi destruída)
Lançada do Ônibus Espacial Atlantis em 4 de maio de 1989, a sonda Magalhães fez um mapa completo de Vênus, usando o radar para atravessar as nuvens mais densas. Além disso, colheu informações sobre a superfície de Vênus, transmitidas para a Terra uma vez por órbita. Suas imagens mostraram imensos vulcões. Em 12 de outubro de 1994, a Magalhães entrou na atmosfera de Vênus e foi destruída.
Mapeando Vênus
A Magalhães completou sua missão com uma sexta pesquisa em 1994.

As primeiras observações astrônomicas feitas com ajuda de uma luneta foram realizadas por Galileu Galilei (1564-1642) em 1610, usando uma luneta que ele mesmo construiu, baseado na notícia da invenção de instrumento similar na Holanda. As observações de Galileu fizeram sensação em sua época. Galileu observou pela primeira vez os satélites mais brilhantes de Júpiter (hoje conhecidos como galileanos), identificou estruturas que posteriormente foram compreendidas como os anéis de Saturno, pode observar em detalhe as crateras da Lua, as fases de Vênus e que o céu possuia muito mais estrelas do que aquelas visíveis a olho nu. A repercussão do trabalho observacional de Galileu é, em termos históricos, incalculável. Foi um trabalho intrinsecamente inaugural. Em termos imediatos, a identificação dos satélites de Júpiter e das fases de Venus tornou mais aceitável a idéia de que o Sol poderia ser o centro do sistema ao qual a Terra pertencia, abrindo o caminho para a constituição da física inercial, cuja forma acabada seria dada por Newton, em detrimento da física aristotélica.
Esta mesma descoberta observacional dos satélites de Júpiter criou o terreno científico para o chamado princípio copernicano que, mais do que dizer que a Terra gira ao redor do Sol, afirma que ela não é um lugar privilegiado do Universo, pois sequer é o astro mais pujante do próprio sistema do qual é um membro. Além disso, é de significado mais profundo e duradouro, ao estabelecer um instrumento como mediador entre homem e mundo, abriu caminho para o questionamento da relação sujeito-objeto da metafísica tradicional, questionamento que por sua vez constitui o terreno intelectual de toda a filosofia moderna, inaugurada por Descartes, admirador e contemporâneo de Galileu com seus princípios Ergo logo sum (Penso, logo existo) e Omnia dubitantur est (tudo pode ser posto em dúvida).
Não é, portanto, exagerado dizer que a revolução intelectual-científica e filosófica dos últimos trezentos anos tem como um de seus fundamentos a invenção da astronomia observacional com instrumentos ópticos por Galileu e das descobertas por ele inauguradas.
Outra observação historicamente importante foi a descoberta de Urano por W. Hershel (1738-1822), em 1781, o que acrescentou um novo planeta à família do Sistema Solar, que até então tinha como planetas apenas aqueles conhecidos desde a Antiguidade.

5723 – Como a luneta infravermelha possibilita a visão no escuro?


A radiação infravermelha foi descoberta em 1800, pelo astrônomo alemão naturalizado inglês William Herschel (1738-1822). Todo corpo sólido a uma temperatura acima do zero absoluto (menos 273 graus centígrados) emite radiação infravermelha, invisível ao olho humano. Durante a Segunda Guerra Mundial foi desenvolvido o tubo conversor de imagens infravermelhas, usado em binóculos e lunetas infravermelhos. Esse conversor é composto de um tubo à vácuo que tem um fotocátodo (eletrodo sensível à luz) sensível à radiação infravermelha. O objeto a ser visualizado é aí focalizado. Conforme a radiação recebida, o fotocátodo emite elétrons, que são projetados numa tela, gerando assim uma imagem na outra ponto do tubo. Com o tudo só tem sensibilidade para visualizar objetos incandescentes, é necessária uma lâmpada infravermelha para iluminar a cena. Assim, uma luneta infravermelha permite enxergar, à noite, tudo que esteja num raio de 100 metros.