Relógio de lente

Relógio de lente

Um relógio de lente é um comparador mecânico usado para medir o poder dióptrico de uma lente . É uma versão especializada de um esferômetro . Um relógio de lente mede a curvatura de uma superfície, mas dá o resultado como uma potência óptica em dioptrias , assumindo que a lente é feita de um material com um índice de refração específico .

Como funciona

O relógio da lente possui três sondas pontiagudas que fazem contato com a superfície da lente. As duas sondas externas são fixas enquanto a central se move, retraindo-se conforme o instrumento é pressionado na superfície da lente. À medida que a sonda se retrai, o ponteiro na face do mostrador gira um valor proporcional à distância.

Uso e medições usando um relógio de lente calibrado

A potência óptica da superfície é dada por

onde é o índice de refração do vidro, é a distância vertical ( sagitta ) entre as sondas central e externa, e é a separação horizontal das sondas externas. Para calcular em dioptrias , ambos e devem ser especificados em metros .

Um relógio de lente típico é calibrado para exibir a potência de uma superfície de vidro em forma de coroa , com um índice de refração de 1,523. Se a lente for feita de algum outro material, a leitura deverá ser ajustada para corrigir a diferença no índice de refração.

Medir ambos os lados da lente e somar as potências superficiais fornece a potência óptica aproximada de toda a lente. (Esta aproximação baseia-se na suposição de que a lente é relativamente fina .)

Raio de curvatura

O raio de curvatura da superfície pode ser obtido a partir da potência óptica dada pelo relógio da lente usando a fórmula

onde é o índice de refração para o qual o relógio da lente está calibrado , independentemente do índice real da lente que está sendo medida. Se a lente for feita de vidro com algum outro índice , a verdadeira potência óptica da superfície pode ser obtida usando

Exemplo – correção do índice de refração

Uma lente bicôncava feita de vidro sílex com índice de 1,7 é medida com um relógio de lente calibrado para vidro coroa com índice de 1,523. Para esta lente específica, o relógio da lente fornece potências de superfície de −3,0 e −7,0 dioptrias (dpt). Como o relógio está calibrado para um índice de refração diferente, a potência óptica da lente não é a soma das potências de superfície fornecidas pelo relógio. A potência óptica da lente é obtida da seguinte forma:

Primeiro, os raios de curvatura são obtidos:

A seguir, são obtidas as potências ópticas de cada superfície:

Finalmente, se a lente for fina, as potências de cada superfície podem ser adicionadas para obter a potência óptica aproximada de toda a lente: −13,4 dioptrias. A potência real, lida por um vertômetro ou lensômetro , pode diferir em até 0,1 dioptria.

Estimando espessura

Um relógio de lente também pode ser usado para estimar a espessura de objetos finos, como lentes de contato duras ou permeáveis ​​a gases . Idealmente, um medidor de espessura com mostrador de lente de contato seria usado para isso, mas um relógio de lente pode ser usado se um medidor de espessura com mostrador não estiver disponível. Para fazer isso, a lente de contato é colocada com o lado côncavo voltado para cima sobre uma mesa ou outra superfície dura. O relógio da lente é então abaixado sobre ela de modo que o pino central entre em contato com a lente o mais próximo possível de seu centro, e os pinos externos fiquem sobre a mesa. A espessura da lente é então a sagitta na fórmula acima e pode ser calculada a partir da leitura da potência óptica, se a distância entre as pontas externas for conhecida.

Veja também

Referências

  • Saúde, Robert S. (1887). Um Tratado de Óptica Geométrica. Cambridge University Press. Heath, um tratado sobre óptica geométrica.
  • Salão, MB (1975). O papel da Royal Society na difusão da informação no século XVII . Notas e registros da Royal Society of London. Sociedade Real de Londres.
  • Salão, MB (1991). Promovendo a aprendizagem experimental: Experiment and the Royal Society 1660–1727 . Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press.
  • Heilbron, JL (1983). Física na Royal Society durante a presidência de Newton . Los Angeles: Biblioteca Memorial William Andrews Clark.
  • Tomás, T. (1812). História da Royal Society desde sua instituição até o final do século XVIII . Londres: A Royal Society.
  • Sepper, Dennis L. (1994). Escritos ópticos de Newton: um estudo guiado . New Brunswick, NJ: Rutger's University Press.
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