Um copo com três lentes

A distância focal de uma lente depende não só da sua forma, mas também do índice de refração do material do qual ela é feita.

Encontrar a distância focal de uma lente convergente.

Atenção, não se esqueça de pensar em uma forma adequada de descarte do óleo após o experimento.

Encha a metade do copo com água, em seguida adicione um pouco de óleo com cuidado, despejando-o lentamente ao longo de uma das paredes. Em seguida, olhe horizontalmente através do copo para um papel pautado ou quadrado.

1. Onde estão as três lentes, e qual é a mais forte?

O que você nota quando segura o papel perto do copo e em seguida o afasta?
› As linhas ficam distorcidas – ampliadas quando o papel está próximo, e reduzidas quando está mais longe.

Onde você vê essas distorções?
› Na água, no óleo e na parte superior do copo, que está preenchida com ar.

O que determina a "força" de cada lente?
› Quanto ela desvia os raios de luz, geralmente medidos como a distância focal.

Como você pode encontrar a distância focal dessas lentes?
› Já que focar a luz solar é difícil neste caso, é melhor utilizar uma outra propriedade das lentes convergentes: elas só invertem a imagem dos objetos que estão a uma distância maior do que a distância focal. Por exemplo, se você move a mão da esquerda para a direita atrás do copo, aparece como um movimento esquerda-direita antes do ponto focal e um movimento direita-esquerda depois dele. No ponto focal, a mão parece vir de ambos os lados simultaneamente.

É relativamente fácil perceber que o óleo e a água dentro do copo agem como lentes cilíndricas. Uma observação cuidadosa revela que parte do copo acima do óleo também distorce as linhas: uma vez que as paredes externa e interna do copo têm poucos raios diferentes, o copo em si é uma lente menisco fraca. A força dessas lentes pode ser julgada pelas distorções que causam. Olhar para a distância focal é certamente uma forma mais precisa, mas aqui ela serve principalmente como um pretexto para aprender um "truque" de como encontrar a distância focal.

Embora o óleo tenha uma densidade mais baixa do que a da água, ele tem um índice de refração mais elevado do que o da água e, portanto, é a lente mais forte das três. A lente formada apenas pelas paredes do copo, por outro lado, é tão fraca que a sua distância focal é difícil de determinar.