Le lenti

Unità 4 LA LUCE E I FENOMENI LUMINOSI ›› 2 Riflessione e rifrazione della luce

LE LENTI

Gli oggetti immersi in parte nell’acqua contenuta in un bicchiere ci appaiono spezzati (7); se però il bicchiere è rotondo e invece di osservarli dall’alto li osserviamo di lato ci appaiono ingranditi. Questo succede perché il bicchiere pieno d’acqua funziona come una lente.
Una lente è un corpo trasparente delimitato da superfici curve che, sfruttando la rifrazione della luce, ingrandisce o riduce le immagini. Questi effetti sono dovuti a una doppia rifrazione: la prima si verifica quando i raggi luminosi passano dall’aria al materiale trasparente di cui la lente è fatta; la seconda quando i raggi luminosi passano di nuovo dal materiale trasparente all’aria. Le lenti possono essere convergenti o divergenti, a seconda che facciano convergere o divergere i raggi di luce paralleli che passano attraverso di esse.

io studio

Se un fascio di raggi luminosi paralleli passa attraverso una lente convergente o convessa, con ambedue le facce convesse, più spessa al centro e più sottile ai bordi, essi subiscono una doppia rifrazione e convergono in un punto, il fuoco (F) della lente (8a).
Se un oggetto è posto tra una lente convergente e il suo fuoco, la lente ne produce un’immagine virtuale diritta e ingrandita. È ciò che accade quando utilizziamo una lente d’ingrandimento (8b). Le lenti convergenti sono usate per correggere un difetto della vista chiamato ipermetropia.

(8) Lenti convergenti

(a)

(b)

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Se un fascio di raggi luminosi paralleli passa attraverso una lente divergente o concava, con ambedue le facce concave, quindi più sottile al centro e più spessa ai bordi, essi subiscono una doppia rifrazione e divergono, cioè si allontanano l’uno dall’altro (9a). Le lenti divergenti hanno un fuoco (F) virtuale nel punto di incontro del prolungamento dei raggi rifratti e producono sempre immagini virtuali diritte e rimpicciolite degli oggetti (9b). Le lenti divergenti sono usate per correggere un difetto della vista chiamato miopia.

(9) Lenti divergenti

(a)

(b)

Uso le domande guida

Quali leggi regolano la riflessione?
Che cos’è la diffusione?
Quanti tipi di lenti esistono e quali proprietà hanno?

fare per imparare

SPERIMENTIAMO ›› COME FUNZIONA UNA LENTE

OCCORRENTE

Un bicchiere di vetro rotondo; un bicchiere di vetro quadrato; una matita; acqua.

TEMPO NECESSARIO

20 minuti.

COME PROCEDERE

Riempiamo d’acqua il bicchiere rotondo senza arrivare fino all’orlo e immergiamo una matita, appoggiandola in modo che resti verticale. Osserviamo il bicchiere da un lato e spostiamo la matita in varie posizioni, prendendo nota di quello che vediamo e di come cambia la nostra percezione della parte sommersa e di quella emersa: lasciamo prima la matita accostata in verticale alla parte di bicchiere rivolta verso di noi; mettiamola poi al centro del bicchiere; infine spostiamola dal centro allontanandola rispetto alla nostra posizione. Ripetiamo poi l’esperienza utilizzando il bicchiere quadrato. Verifichiamo così che solo il bicchiere rotondo ingrandisce la matita, proprio come farebbe una lente. Perché ciò accada, infatti, la superficie del bicchiere deve essere curva, per la precisione convessa (come la superficie delle lenti di questo tipo): in questo modo i raggi di luce riflessa che provengono dalla matita, rifratti dall’acqua, convergono verso i nostri occhi creando un’immagine virtuale ingrandita. Il bicchiere quadrato, invece, non “fa da lente”.
Il mezzo di rifrazione è l’acqua, ecco perché la matita che emerge dall’acqua, anche se vista attraverso il bicchiere, non appare più grande. Maggiore è la quantità di acqua, maggiore è la rifrazione: più allontaniamo la matita nel bicchiere, cioè più acqua mettiamo tra i nostri occhi e la matita, più appare grande.

Scienze evviva! - volume 3