QUE TAL FAZER UMA LUPA DE GLICERINA?




Material que eu usei para fazer uma lente de glicerina
No post Uma Gota D'água É Uma Lente de 26/04/2011 comentei que uma gota d'água comporta-se como uma lente convergente.
Agora vou passar uma receitinha simples de como fazer uma lente líquida de glicerina (mas que pode ser também de água).
O material que usei está na foto logo acima e é bem fácil de encontrar. Confira:
  • Glicerina (tem na farmácia), mas pode ser substituída por água.
  • Uma placa de plástico que deverá ser furada (eu usei uma régua velha que já tinha um furinho).
  • Uma placa de vidro de pequena espessura (usei uma lâmina de microscópio, mas dá para pegar "na faixa" um retalho de vidro numa vidraçaria).
  • Fita adesiva (usei fita isolante comum).
  • Um furador (não usei furador porque consegui uma régua de plástico que já tinha um furinho).
Procedimento:
  1. A primeira coisa é fazer um furinho bem redondo na placa de plástico. Com eu já disse, usei uma régua velha que já tinha um furo e pulei esta etapa.
  2. Em seguida, com a fita adesiva, juntei a lâmina de vidro com a placa de plástico. O furo ficou tampado de um lado pelo vidro. Veja:

    Plástico (já furado) e lâmina de vidro unidos com fita adesiva 
  3. Finalmente, com cuidado, deixei escorrer uma gota de glicerina no orifício cuja base agora é de vidro. A gota acomodou-se no furinho. E ficou assim:

    Gota de glicerina no furo, sobre o vidro 
E está pronta a nossa lente de glicerina! O esquema abaixo mostra a montagem simples vista de lado:

A montagem vista de lado
Note que a gota de glicerina tem um lado plano (em contato com o vidro) e outro convexo. Logo, funciona como uma lente plano-convexa, uma lente de bordas finas que, quando feita de material mais refringente que o meio externo, comporta-se como lente convergente, e pode, portanto, seu usada como lupa (ou lente de aumento).
Podemos calcular a vergência (ou convergência) C desta lente. Em outras palavras, podemos descobrir "quantos graus" tem essa lente usando a Equação dos Fabricantes de lentes:

onde f é a distância focal da lente, nL é o índice de refração do material de que a lente é feita, nM é o índice de refração do meio externo à lente, R1 o raio de curvatura de uma das faces da lente e R2 o outro raio de curvatura, da outra face.
Se R1 e R2 estiverem em metros, C estará em 1/m = m-1, o que chamamos de dioptria e abreviamos di. Parece complicado? Mas dioptria é o nome técnico da unidade de medida que vulgarmente chamamos de "grau da lente"!
No nosso caso, como a gota esférica de glicerina acomodou-se perfeitamente no furinho, ambos têm o mesmo diâmetro D. A figura abaixo ilustra esta ideia.
 
Eu medi o diâmetro do furinho e deu D = 5mm. Como D = 2R1 , encontramos R1 = D/2 = 5 mm/2 = 2,5 mm = 0,0025 m. Já sabemos o valor (em metros) do raio da gota que é o raio de curvatura R1 da face convexa da lente. A outra face é plana e, portanto, tem raio de curvatura R2 infinito. Logo, 1/R2  na equação tende para zero. Os índices de refração da lente (glicerina) e do meio externo (ar) são conhecidos e valem nL = 1,5 e nM = 1,0. Logo:

Concluímos, pelos cálculos acima, que a nossa lupinha de glicerina tem 200 di, ou seja, 200 "graus". Com cuidado, sem deixar a gota de glicerina escorrer, ou seja, com a lupinha sempre na posição horizontal, podemos usá-la para aumentar os mais diversos objetos à nossa volta. É importante que os objetos estejam bem iluminados.
Se em vez de glicerina você resolver usar água, o índice de refração da lente passará a ser nL = 1,33 (água). Neste caso, a lupinha d'água terá menos "graus" do que a lente de glicerina. Mas também dá para brincar! Aliás, uma boa ideia é fazer as duas lentes e testar, na prática, a diferença entre elas.
Divirta-se!
E, só para constar, na prova de Conhecimentos Gerais da Vunesp 2009 caiu uma questão que abordava exatamente este experimento. E, coincidentemente, os valores eram os mesmos!

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