Relatorio espelhos esfericos - Cópia

7/28/2019 Relatorio espelhos esfericos - Cpia

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE

CENTRO DE CINCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE FSICA

Docente: Miguel Abando Peralta

Discente: Fernando Lima

Curso: Licenciatura Plena em Fsica

Perodo\Semestre, ano: 5.1, 2008

Disciplina: Laboratrio de Fsica Geral IV

Rio Branco-Acre

2011


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Experimento 7: Lentes delgadas e espelhos esfricos

Objetivo: Medir as distancia focais de lentes delgadas e espelhos esfricos.

Os Materiais que usamos na experincia esto relacionados abaixo.

Lentes convergentes

Anteparo

Banco ptico

Espelho cncavo

Lentes divergentes

Espelhos convexos

Suportes para espelhos e lentes

Introduo

No dia 04 de maio l de 2011 os alunos do 5 perodo do curso de Fsica,

orientados pelo professor Miguel fizeram a stima experincia, que tinha como

principal objetivo medir as distancias focais de lentes delgadas e espelhos

esfricos

Como estudamos a luz uma forma de energia radiante que sensibiliza

nossos olhos. Luz se propaga nos meios materiais e tambm no vcuo. A luzque recebemos do sol tem uma velocidade aproximadamente de 3.108 m/s.

A experincia consistir em medir as distancias focais de lentes delgadas

e espelhos esfricos. Os espelhos esfricos construdos a partir do

espelhamento de uma onda calota esfrica. Quando o espelhamento feito na

superfcie interna da calota o espelho esfrico se denomina cncavo, quando

feito na superfcie externa o espelho esfrico convexo.


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Procedimento experimental lente convergente

Medio direta da distancia focal de uma lente convergente.

a ) colocamos a fonte de luz com sua sada voltada para o banco ptico, com

isso procuramos alinhar o feixe de luz com a direo definida pelo trilho.

b ) colocamos uma lente convergente +50mm a uma distancia fixa da fonte. E

procuramos a uma distancia at achar uma formao de uma imagem real bem

clara.

c ) fizemos a movimentao da lente de forma a obter uma imagem ntida da

fonte.

d ) Fizemos a medida entre o objeto e a lente 5,7cm e medida entre a lente e o

anteparo 44cm.

f ) Medies direta de uma distancia focal para uma lente convergente

+50mm, vamos fazer os clculos das cinco medidas para essa lente.

Primeira medida:

o = 5,7 cm e i = 44 cm para uma lente convergente +50mm .Usando a eq.(1).

1 1 1 5, 7.4450,04

0 5, 7 44f f mm

i f

Segunda medida:


2 2

1 1 1 5, 7.415,15

0 5, 7 41f f mm

i f

Terceira medida:


3 3

1 1 1 5,5.43

48,800 5,5 43f f mmi f


4/19

Quarta medida:


4 3

1 1 1 5, 2.4547,01

0 5, 2 45f f mm

i f

Quinta medida:


4 5

1 1 1 6, 0.4052,01

0 6, 0 40f f mm

i f

Vamos agora calcular a media aritmtica das distncias focais para lente convergente+50mm.

5m

f f f f fF

fazendo os clculos temos que

50,04 551,50 48.80 47 5249,85

5m m

F F mm

Vamos agora calcular a discrepncia em relao ao valor marcado no suporte da lente+50mm.

exp 50 49,86100% 100% 0,30%

50

f fDis Dis

f

Medies direta de uma distancia focal para uma lente convergente

+100mm, vamos fazer os clculos das cinco medidas para essa lente.

Primeira medida:


1 1

1 1 1 45.12, 799

0 12, 7 45f f mm

i f


5/19

Segunda medida:


2 2

1 1 1 49.11,895,10

0 11,8 49

f f mm

i f

Terceira medida:


3 3

1 1 1 50.12, 096,70

0 12, 0 50f f mm

i f

Quarta medida:


3 4

1 1 1 52.11,1092,10

0 11,10 52f f mm

i f

Quinta medida:


3 5

1 1 1 48.11,5093,00 11, 50 48f f mmi f

Vamos agora calcular a media aritmtica das distncias focais para lente convergente+100mm.

1 2 3 4 5

5m

f f f f fF

99 95,10 96,70 92,0 993,0

95,205

m mF F mm


exp 100 95, 20100% 100% 5, 0%

100

f fDis Dis

f


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Segunda parte do trabalho mtodo de Bessel

4.1 Medidas da distancia focal de uma lente convergente atravs do mtodo deBessel.

a) Colocamos o anteparo em posio D em relao a fonte.

b) Depois que colocamos o anteparo em relao a fonte , movimentamos uma lenteconvergente entre a fonte e o anteparo de forma achar uma imagem bem clara noanteparo. Podemos destacar a figura 1. Abaixo

c) Medies direta de uma distancia focal para uma lente convergente

+50mm, usando o mtodo de Bessel, vamos fazer os clculos das cinco

medidas para essa lente.

Primeira medida:

d = 32 cm e D= 44,0 cm para uma lente convergente +50mm .Usando a eq.(4).

2 2

44

D dd D D f f

D

.

2 2 2 2

1 1

44 3251,80

4 4.44

D df f f mm

D

Segunda medida:

d = 35,30 cm e D= 48,0 cm para uma lente convergente +50mm .Usando a eq.(4).

2 2 2 2

2 2

48 35, 355,0

4 4.48

D df f f mm

D

Terceira medida:

d = 40,0 cm e D= 50,0 cm para uma lente convergente +50mm .Usando a eq.(4).

2 2 2 2

3 350 40 45,0

4 4.50D df f f mm

D

Quarta medida:

d = 39,0 cm e D= 49,0 cm para uma lente convergente + 50mm .Usando a eq.(4).

2 2 2 2

4 4

49 3944,10

4 4.49

D df f f mm

D


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Quinta medida:


.2 2 2 2

5 5

45 3544,40

4 4.45

D df f f mm

D

Vamos agora calcular a media aritmtica das distncias focais para lente

convergente +50mm.

1 2 3 4 5

5m

f f f f ff

51, 8 55 45 44, 9 44, 4

48,205

m mf f mm


exp100%

f fDis

f

temos que

50 48,20100% 4, 0%

50Dis Dis

Medies direta de uma distancia focal para uma lente convergente

+100mm, usando o mtodo de Bessel, vamos fazer os clculos das cinco

medidas para essa lente.

Primeira medida:


2 2

44

D dd D D f f

D

2 2 2 2

1 1 1

50 2124,80

4 4.50

D df f f mm

D

Segunda medida:

d = 3,0 cm e D= 45,0 cm para uma lente convergente + 100 mm .Usando a eq.(4).

2 2

44

D dd D D f f

D

2 2 2 2

2 2 2

45 3112,0

4 4.45

D df f f mm

D

Terceira medida:



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2 2

44

D dd D D f f

D

2 2 2 2

3 3 3

44 5108,0

4 4.44

D df f f mm

D

Quarta medida:


2 2

44

D dd D D f f

D

2 2 2 2

4 4 4

40 797,0

4 4.40

D df f f mm

D

Quinta medida:


2 2

44

D dd D D f f

D

2 2 2 2

5 5 5

38 788,50

4 4.38

D df f f mm

D


convergente +100mm. Mtodo de Bessel

1 2 3 4 5

5m

f f f f ff

124,8 112 108,5 97 88,50106,16%

5m m

f f

Vamos agora calcular a discrepncia em relao ao valor marcado no suporte da

lente +100mm. Para o mtodo de Bessel.

exp 100 106,16100% 100% 6,16%

100

f fDis Dis

f

A tabela abaixo esto relacionados os resultados para uma +50 mm (convergente)

Medidas O(objeto ) i (imagem F ( focal ) Media Discrepncia

1 5,70 cm 44,0 cm 50, 04 mm

49,85mm

0,30%

2 5,90 cm 41,0 cm 51,50 mm

35,50 cm

43 ,0 cm 48,80 mm

4 5,20 cm 45, 0 cm 47,0 mm

5

6,0 cm

40, 0 cm 52,0 mm


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Tabela abaixo esto relacionados os resultados para uma +100 mm (convergente)


1 12,7 cm 45,0 cm 99, 0 mm

95.2 mm 5,0%

2 11,8 cm 49,0 cm 95,0 mm

312,0 cm

50 ,0 cm 96,0 mm

4 11,10 cm 52, 0 cm 92,0 mm

511,5 cm

48, 0 cm 93,0 mm


Pelo mtodo de Bessel


1 32,0 cm 44,0 cm 51,8 0 mm

48,20

mm

4,0%

2 35,3,0 cm 48,0 cm 55,0 mm

3

40,0 cm

50,0 cm 45,0 mm

4 39,0 cm 49,0 cm 44,90 mm

535,0 cm

45, 0 cm 44,40 mm


Pelo mtodo de Bessel


1 2,0 cm 50,0 cm 124,8 0 mm

106,16mm

6,16%

2 3,0 cm 45,0 cm 112,0 mm

35,0 cm

44,0 cm 108,50 mm

4 7,0 cm 40,0 cm 97,0 mm

510,0 cm

38, 0 cm 85,20 mm


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Procedimento experimental lente divergente

Medida da distancia focal de uma lente divergente -50mm

Vamos usar a equao quatro. Eq(4).1 2 1 2

1 1 1

.

t

f f f f f , onde t a

distancia focal entre as lentes .

1 medida da distancia focal de uma lente divergente 50 mm . Dados:

F1=5,04 cm e f2 = 5,15 cm e t = 3, 4 cm .

1. 2

1 2 1 2 1 2 1

1 1 1.

f ft ff f f f f f f t

1 2

1 2

. 5, 04.5,1538,20

5,04 5,15 3,4

f ff f f mm

f f f


F1=5,04 cm e f2 = 5,15 cm e t = 3, 6 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 2

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 2

. 5, 04.5,1539,40

5,04 5,15 3,

f ff f f mm

f f t


F1=5,04 cm e f2 = 5,15 cm e t = 3, 8 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 3

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 3

. 5,04.5,15

41, 205,04 5,15 3,8

f f

f f f mmf f t


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F1=5,04 cm e f2 = 5,15 cm e t = 4, 4 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 4

1 1 1

.

f ftff f f f f f f t

1 2

1 2 4

. 5, 04.5,1545,30

5,04 5,15 4,4

f ff f f mm

f f t


F1=5,04 cm e f2 = 5,15 cm e t = 4, 8 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 5

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 5

. 5, 04.5,1548,18

5,04 5,15 4,8

f ff f f mm

f f t


divergente -50mm.

5m

f f f f ff

38,20 39,40 41.20 45.3 48.16

5 4

42,50

m m

m

f f f f ff f

f


lente -50mm. Divergente

exp 50 42,50100% 100% 15%

50

f fDis Dis

f


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Medida da distancia focal de uma lente divergente -100mm


F1=9,90 cm e f2 = 9,51 cm e t = 9,45 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 5

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 1

. 9,9.9,5194,52

9,9 9,51 9,45

f ff f cm

f f t


F1=9,90 cm e f2 = 9,51 cm e t = 9,65 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 1

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 1

. 9,9.9,5195,10

9,9 9,51 9,65

f ff f cm

f f t


F1=9,90 cm e f2 = 9,51 cm e t = 9,80 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 3

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 1

. 9,9.9,5198,07

9,9 9,51 9,80

f ff f cm

f f t


F1=9,90 cm e f2 = 9,51 cm e t = 9,70 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 4

1 1 1

.

f ftf

f f f f f f f t

1 2

1 2 1

. 9,9.9,5197,96

9,9 9,51 9,70

f ff f cm

f f t


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F1=9,90 cm e f2 = 9,51 cm e t = 9,9 cm

1. 2

1 2 1 2 1 2 5

1 1 1

.

f ftff f f f f f f t

1 2

1 2 1

. 9,9.9,5199,10

9,9 9,51 9,90

f ff f cm

f f t

Vamos calcular a media aritmtica para uma lente divergente de -100mm

94,52 95,1 98,07 97,96 99,196,95

5 5m m

f f f f ff f mm


lente -100mm. Divergente

exp 100 96,95100% 100% 3,10%

100

f fDis Dis Dis

f

A tabela abaixo esto relacionados os resultados para uma -50 mm (divergente)

Medidas F1 F2 F Media Discrepncia

1 5,04 cm 5,15 cm 38, 20 mm

42,50mm

15%

2 5,04 cm 5,15 cm 39,40 mm

35,04 cm

5 ,15 cm 41,20 mm

4 5,0 4cm 5,15 cm 45,30 mm

55,04 cm

5,15 cm 48,16 mm


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A tabela abaixo esto relacionados os resultados para uma -50 mm (divergente)

Medidas F1 F2 F Media Discrepncia

1 9,90 cm 9,51 cm 94, 52 mm

96,95mm

3,10%

2 9,90 cm 9,51 cm 95,10 mm

39,90 cm

9 ,51 cm 98,07 mm

4 9,90cm 9,51 cm 97,96 mm

59,90 cm

9,51 cm 99,10 mm


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Concluso:

Concluso

Pela realizao da stima experincia que tinha como principal objetivo

calcular as distancias focais de lentes delgadas e espelhos esfricos, usamos

lentes convergentes e tambm lentes divergentes e tambm utilizamos o

mtodo de Bessel.

Para os clculos da lente convergente de +50 mm tivemos uma

diferena de 0,30% em relao ao fabricante. J para a lente de +100 quando

vivemos os clculos encontramos uma diferena de 5,0% em relao aofabricante.

Quando trabalhamos com o mtodo de Bessel para uma lente

convergente +50 mm obtivemos uma diferena de 4,0% em relao ao

fabricante e para uma lente de +100 mm tivemos uma diferena de 6,16%.

J quando trabalhamos com uma lente divergente 50 mm o resultado

foi mais distante do fabricante para uma lente de -50 mm tivemos 15% de

diferena e para uma lente de -100 mm obtivemos 3,10%. Todos os resultados

mostram que nem uma medida perfeita em comparao a outra medida.


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Bibliografia:

HALLIDAY, RESNICK, WALKER,. Fundamentos de Fsica, Volume 3,Eletromagnetismo, 8 edio. Rio de Janeiro: Livros Tcnicos e CientficosEditora S.A. 2009. BONJORNO, Regina A.,BOJORNO, Jos Roberto, BOJORNO, Valter &

RAMOS, Clinton Mrcio. Fsica Completa, 2 ed. So Paulo: FTD,2001.

TIPLER, Paul A. & LLEWELLYN, Ralph A. Fsica do estado Slido. In:

Eletromagnetismo. (traduo de Ronaldo Srgio de Biasi). 3 Ed, Rio de

Janeiro: LTC, 2001.

As Faces da Fsica,volume nico/Wilson Carron,Osvaldo Guimares,So

Paulo:Moderna 1997

Sampaio, Jose Luiz ,Universo da fsica:1mecanica/Jose Sampaio,Caio Sergio

Calada-2d- So Paulo:atual 2005


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