Óptica

Lente convergente — imagem real

Objeto além de f: forma-se imagem real invertida do outro lado (m = −dᵢ/dₒ).

Lente convergente — imagem real — simulação interativa de Óptica. Objeto além de f: forma-se imagem real invertida do outro lado (m = −dᵢ/dₒ). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Formação de imagens com lente fina

objeto mais além de f: forma-se uma imagem real invertida ao outro lado (m = −dᵢ/dₒ).

A equação da lente fina 1/f = 1/d_o + 1/d_i localiza a imagem. Quando d_o > f a distância da imagem é positiva, então os raios convergem para uma imagem real do outro lado. O sinal negativo da ampliação marca a inversão. Este preset coloca o objeto além de f para que a imagem seja nítida e esteja na escala da bancada óptica.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Um objeto fica além da distância focal de uma lente convergente. À medida que você a afasta da lente, a imagem real formada no outro lado se aproxima ou se afasta da lente?

Previsões para pesar

• Mais perto da lente – um objeto mais distante forma sua imagem mais próxima do ponto focal.
• Mais longe da lente.
• A distância da imagem não depende da distância do objeto.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Distância do objeto d_o (cm)

O que você mede:

• Distância da imagem d_i (cm)
• Ampliação m

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição real convergente e pressione Redefinir. A distância focal da lente é fixada em 10 cm.
2. Ative as leituras de distância e ampliação da imagem.
3. Defina a distância do objeto para cada tentativa e registre a distância e a ampliação da imagem.

Equação governante

Equação de lente fina — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Para uma lente fina, a distância do objeto, a distância da imagem e a distância focal são relacionadas por 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Esta equação única cobre lentes convergentes e divergentes, usando distâncias sinalizadas.

Ampliação Lateral — m = −dᵢ/dₒ

O tamanho da imagem em relação ao objeto é m = −d_i/d_o. Um m negativo significa uma imagem invertida; |m| > 1 significa que a imagem está ampliada.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule d_i de 1/f = 1/d_o + 1/d_i usando f = 10 cm, então m = −d_i/d_o. Compare ambos com a tabela.
• Explique, usando a equação da lente fina, por que mover o objeto para mais longe da lente (aumentando d_o) faz com que a distância da imagem diminua em direção à distância focal.

Onde isso aparece além do laboratório

• Cada tentativa dá uma ampliação negativa. Explique o que um m negativo significa fisicamente para a orientação da imagem em comparação com o objeto.
• A lente de uma câmera forma uma imagem real no sensor para qualquer objeto além da distância focal. Explique, usando seus dados, por que fotografar algo muito distante (d_o ≫ f) sempre coloca a imagem muito próxima do plano focal.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Mais perto ou mais longe?
2. Afaste o objeto
3. Capture a imagem
4. Abra os dados
5. Explique sua evidência

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Lente Delgada