Lente de aumento c/gota de água

Lente de aumento com 1 gota d'água

Existem 2 motivos pelo qual você consegue fazer uma lente de aumento usando água.
    

O primeiro motivo é a tensão superficial da água.
A tensão superficial é um efeito que acontece na camada superficial de um líquido, no nosso exemplo a água. Esse efeito cria uma camada elástica e resistente na superfície dos líquidos, por esse motivo que uma gota d'água consegue ficar com essa forma arredondada.
Essa camada é tão resistente que alguns objetos ou seres vivos conseguem até ficar sobre a água sem afundar.
    
Importante, o mosquito e o clipes não estão flutuando, repare que eles estão curvando a água sem romper aquela camada elástica formada pela tensão superficial.

Esse efeito ocorre porque as moléculas no interior de um líquido são atraídas umas pelas outras em todas as direções.
           
A água é formada juntando 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Esses 3 átomos, quando estão juntos, formam a molécula da água – H₂O.

Existe uma brincadeira chamada cabo de guerra, é quando duas ou mais pessoas puxam as pontas de uma corda para disputar quem é mais forte. Mas, se as pessoas possuírem forças iguais, nenhuma das duas vai sair do lugar porque a força nas duas pontas da corda se anula. É isso que acontece no interior dos líquidos, as moléculas são atraídas umas pelas outras em todas as direções, e isso faz com que a força de atração seja anulada.

Acontece que na superfície dos líquidos as moléculas são atraídas para baixo e para os lados, mas não para cima.

É essa força de atração que cria uma camada elástica capaz de suportar o peso de alguns objetos, insetos e também faz com que a água fique grudada na argola de metal.

O segundo motivo é à força de adesão da água que faz com que ela grude ao redor do plástico.
E quando isso acontece à água fica com o mesmo formato de uma lente de aumento (lente convergente) fazendo com que a luz que passa pela água seja ampliada.

A água possui diversos tipos de forças ocultas, por exemplo, a força da tensão superficial a qual permite que objetos leves e até insetos consigam ficar sobre a água sem afundar, existe a força de coesão que mantém as moléculas da água unidas e a força de aderência.

Força de Aderência: também conhecida como força de adesão, é uma força atrativa que atua entre um líquido e a superfície de um sólido quando estes estão em contato direto. Nessa experiência a água gruda ao redor do aro de plástico por causa da força de adesão.

As lentes são utilizadas para ampliar ou reduzir o tamanho dos objetos, possuem diferentes formas e são aplicadas em diferentes instrumentos como, por exemplo, nos óculos ou máquinas fotográficas.

As lentes precisam ser fabricadas com algum material transparente, vidro, plástico, ou como na nossa experiência, com água.

Existem seis diferentes tipos de lentes e a forma como a luz passa por elas modifica a forma como a imagem chega aos nossos olhos.

1 biconvexa, 2 plano-convexa, 3 côncavo-convexa, 4 bicôncava, 5 plano-côncava, e 6 convexo-côncava.

Nas lentes biconvexas, plano-convexas e côncavo-convexas, a luz converge para um determinado ponto, assim sendo, essas lentes são denominadas de lentes convergentes ou lentes de bordas finas. Essas lentes são usadas, por exemplo, nas lupas.

Nas lentes bicôncava, plano-côncava e convexo-côncava a luz diverge. Dessa forma, as lentes bicôncavas, plano-côncava e convexo-côncava são chamadas de lentes divergentes ou lentes de bordas grossas. Estas lentes normalmente são usadas para corrigir problemas visuais, tais como a hipermetropia, astigmatismo e miopia.

Lente de aumento com 1 gota d'água

Quanto mais redonda e alta for a gota d’água sobre o plástico mais potente será a lente.
    

Qualquer lente de aumento funciona a partir de certa distância. Por esse motivo que os palitos de fósforo são necessários, eles deixam a lente na distância ideal para ampliar os textos do molde. Precisa olhar a gota de cima para baixo (ângulo reto), se olhar na diagonal não vai funcionar.
    

Ao invés de 4 palitos de fósforo é melhor usar 3 palitos porque fica mais fácil para montar e para equilibrar sobre uma superfície plana. Uma boa ideia é remover a cabeça dos palitos de fósforo para que fique com a mesma altura em toda sua extensão.
    

Ao invés de palitos de fósforo tente outros objetos, por exemplo, coloque o plástico apoiado sobre duas caixas de fósforos e veja se funciona. As caixas são muito altas, mas você pode curvar um pouco o plástico até chegar à distância ideal.

O plástico precisa ser bem transparente, por esse motivo que eu usei um saco plástico tipo “Zip”. Mas, ao invés de plástico maleável e transparente você pode usar plástico duro transparente (embalagens de chocolate e outros produtos costumam vir dentro de embalagens com plástico transparente e duro). Com uma régua transparente funciona bem.

A gota d'água fica com esse formato arredondado por causa das suas forças ocultas, a tensão superficial é uma delas. Então, evite passar os dedos sobre o plástico porque a gordura da pele diminui a força da tensão superficial. Se lavar o plástico remova qualquer vestígio de sabão, ele também diminui a força da tensão superficial.
     

Lente de aumento com 1 gota d'água

Pais
Sempre que possível ensine ou faça junto com seu(s) filho(s) atividades manuais como construir brinquedos, fazer dobraduras, experimentos científicos simples, truques de mágica, etc. Explique os detalhes da atividade, como, por exemplo, porque as coisas acontecem, quem inventou, onde é usado, etc. Isso vai ajudar a desenvolver a curiosidade, criatividade e a autoestima da criança.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Esse brinquedo pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências – para explicar o que é uma molécula, átomo, água, como se formam as gotas de água, capilaridade, etc.
Física - quando falar sobre a tensão superficial dos líquidos, forças de adesão e coesão da água, membranas, ótica, luz, etc