Óptica

Lente do fabricante (dos raios)

A distância focal desta lente vem das curvaturas e do índice do vidro: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

Lente do fabricante (dos raios) — simulação interativa de Óptica. A distância focal desta lente vem das curvaturas e do índice do vidro: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Equação do fabricante de lentes

A distância focal desta lente vem das curvaturas de suas superfícies e do índice do vidro: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

A equação do fabricante de lentes 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) mostra que a distância focal surge das curvaturas e do índice do vidro. Este preset constrói uma lente a partir de raios explícitos para você testar como uma curvatura mais forte ou vidro de índice mais alto encurta f.

• 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
• f a partir das curvaturas

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

A distância focal de uma lente vem de seu índice de vidro e da curvatura de suas duas superfícies. Tornar uma superfície mais plana (maior raio de curvatura) aumenta ou diminui a distância focal?

Previsões para pesar

• Aumenta — uma superfície mais plana (raio maior) curva a luz com menos força, proporcionando uma distância focal maior.
• Uma superfície mais plana diminui a distância focal.
• A curvatura da superfície não afeta a distância focal, apenas o índice do vidro afeta.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Raio da primeira superfície R₁ (cm)

O que você mede:

• Distância focal f (cm)

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição do lensmaker e pressione Redefinir. Esta lente possui índice n = 1.5, com seu segundo raio de superfície fixado em R₂ = −20 cm.
2. Ative a leitura da distância focal.
3. Defina o raio de curvatura da primeira superfície para cada tentativa e registre a distância focal resultante.

Equação governante

Equação de Lensmaker — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)

A distância focal de uma lente fina vem diretamente de seu índice de vidro e de ambas as curvaturas de superfície: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). É assim que um projetista de lentes prevê o comportamento óptico a partir de parâmetros físicos de fabricação.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule f a partir de 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) usando n = 1.5, R₂ = −20 cm. Compare com a tabela.
• Explique, usando a equação do fabricante da lente, por que aumentar R₁ (tornando a primeira superfície mais plana/menos curvada) aumenta a distância focal - uma lente mais plana curva menos a luz.

Onde isso aparece além do laboratório

• Esta lente tem R₁ > 0 e R₂ < 0 — ambas as superfícies se projetam para fora (uma lente biconvexa), a forma convergente comum mais forte. Explique, usando a equação do fabricante de lentes, por que uma lente plano-convexa (um lado plano, R = ∞) tem uma distância focal maior do que uma lente biconvexa do mesmo vidro e curvatura comparável.
• Os fabricantes de lentes oculares escolhem curvaturas de superfície (não apenas índice de vidro) para atingir uma distância focal prescrita enquanto controlam o peso e a espessura da borda. Explique por que dois pares diferentes (R₁, R₂) poderiam fornecer exatamente a mesma distância focal, usando a estrutura da equação do fabricante de lentes.

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

1. Bem-vindo ao fabricante de lentes
2. Selecione a lente
3. Pressione Reproduzir
4. A curvatura fixa a distância focal
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

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

Abrir laboratório interativo →

Baixe a planilha do laboratório →

Lente Delgada