As leis da reflexão e os espelhos esféricos Rhaynara Oliveira
Face côncava Face convexa Calota esférica Elementos de um espelho esférico
C = centro de curvatura V = vértice ( é o pólo da calota esférica ) R = raio de curvatura ( é o raio da esfera ) α = ângulo de abertura Elementos Geométricos
Leis da reflexão Um raio de luz incidente sobre um espelho esférico obedece às mesmas duas leis da reflexão dos espelhos planos: Os raios de luz incidente e refletido e a reta normal ao espelho no ponto de incidência são coplanares; Os ângulos de incidência e reflexão têm a mesma medida.
Condição de nitidez de Gauss O ângulo de abertura do espelho deve ser pequeno; Os raios incidentes devem ser paralelos ou pouco inclinados em relação ao eixo principal; Os raios incidentes devem estar próximos ao eixo principal. Espelho Convexo Luz Espelho Convexo Luz
Foco de um espelho esférico Espelho côncavo Espelho convexo
C F V
V F
Foco secundário
Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passa pelo foco . Raios Notáveis Espelho Côncavo
Raios Notáveis Espelho Convexo
Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo foco reflete-se paralelamente ao eixo principal. Raios Notáveis Espelho Côncavo
Raios Notáveis Espelho Convexo
Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo centro de curvatura reflete-se sobre si mesmo. Raios Notáveis Espelho Côncavo
Raios Notáveis Espelho Convexo
Todo raio de luz que incide no vértice do espelho reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal. Raios Notáveis Espelho Côncavo
Raios Notáveis Espelho Convexo
Real Menor Invertida 1º caso : objeto além do centro de curvatura C. C V F ESPELHO CÔNCAVO FORMAÇÃO DE IMAGENS
Real Igual Invertida 2º caso : objeto no centro de curvatura C. V C F ESPELHO CÔNCAVO
Real Maior Invertida 3º caso : objeto entre o centro de curvatura C e o foco F. V F C ESPELHO CÔNCAVO
Imprópria 4º caso : objeto no foco F. θ θ V F C ESPELHO CÔNCAVO
Virtual Maior Direita V F C θ θ ESPELHO CÔNCAVO 5º caso : objeto entre o foco F e o vértice V.
Virtual Menor Direita V F C ESPELHO CONVEXO
Estudo analítico – descrição matemática das imagens
Exemplo Como exemplo na figura tem-se a localização dos pontos: A = (+15 cm; +6 cm) e A’ = (-8 cm; +3 cm), segundo o referencial de Gauss.
Equação de Gauss
Estudo Analítico C V o i p Equação de Gauss: Aumento Linear: p’ F
p = posição do objeto (distância deste até o espelho). p’ = posição da imagem. p’>0 Imagem Real p’<0 Imagem Virtual o = altura do objeto. i = altura da imagem. i > 0 Imagem Direita. i < 0 Imagem Invertida. f = Foco (distância focal) f=R/2 f > 0 Espelho Côncavo. f < 0 Espelho Convexo.
Exercícios conceituais
Exercício 1 Um espelho esférico côncavo tem raio de curvatura 50 cm. Um feixe de luz paralelo ao eixo principal incide sobre o espelho muito próximo do vértice, sendo refletido para um ponto luminoso no eixo. A distância deste ponto ao vértice do espelho é: (A)10 cm (B)20 cm. (C)15 cm. (D)25 cm. (E)50 cm.
Exercício 2 (UEL) Considere a figura a seguir. Com base no esquema da figura, assinale a alternativa que representa corretamente o gráfico da imagem do objeto AB, colocado perpendicularmente ao eixo principal de um espelho esférico convexo:
Exercício 3 (UNIFESP) Considere as seguintes situações: I.Você vê a imagem ampliada do seu rosto, conjugada por um espelho esférico. II.Um motorista vê a imagem reduzida de um carro atrás do seu, conjugada pelo espelho retrovisor direito. III.Uma aluna projeta, por meio de uma lente, a imagem do lustre do teto da sala de aula sobre o tampo da sua carteira. A respeito dessas imagens, em relação aos dispositivos ópticos referidos, pode-se afirmar que: (A)as três são virtuais. (B)I e II são virtuais; III é real. (C)I é virtual; II e III são reais. (D)I é real; II e III são virtuais. (E)as três são reais
Exercício 4 (UPE) Em relação aos espelhos esféricos, analise as proposições que se seguem: 01)A reta definida pelo centro de curvatura e pelo vértice do espelho é denominada de eixo secundário. 03)O ponto de encontro dos raios refletidos ou de seus prolongamentos, devido aos raios incidentes paralelos ao eixo principal, é denominado de foco principal. 05)O espelho côncavo tem foco virtual, e o espelho convexo, foco real. 07)Todo raio de luz que incide passando pelo foco, ao atingir o espelho, é refletido paralelamente ao eixo principal. 09)Quando o objeto é posicionado entre o centro de curvatura e o foco do espelho côncavo, conclui-se que a imagem é real, invertida e maior do que o objeto. Soma: ( )
Exercício 5 Os desenhos abaixo representam espelhos esféricos. Complete-os, desenhando o raio refletido correspondente.
Exercício 6 (CESGRANRIO) Um objeto é colocado em frente a um espelho côncavo na posição tal como mostrada na figura. Marque a resposta correta: (A)A imagem formada é virtual e está entre o foco e o espelho. (B)A imagem formada é virtual e maior que o objeto. (C)A imagem formada é real, invertida e maior que o objeto. (D)A imagem formada é real e está entre o foco e o espelho. (E)A imagem formada é real, invertida e menor que o objeto
Exercício 7 (UNESPAR) Considere um espelho esférico côncavo e um objeto colocado entre o foco F e o centro de curvatura C. Considere as características de imagens nas afirmativas a seguir: I. Imagem real e menor que o objeto. II. Imagem virtual e maior que o objeto. III. Imagem real e maior que o objeto. IV. Imagem de cabeça para baixo. V. Imagem sem estar de cabeça para baixo. Assinale a alternativa correta com relação à imagem que será formada: (A)As afirmativas I e IV estão corretas. (B)As afirmativas II e V estão corretas. (C)As afirmativas III e IV estão corretas. (D)As afirmativas II e IV estão corretas. (E)Todas as afirmativas estão corretas.
Exercício 8 (UNICAMP) Espelhos esféricos côncavos são comumente utilizados por dentistas, porque, dependendo da posição relativa entre objeto e imagem, permitem visualizar detalhes precisos dos dentes do paciente. Na figura a seguir, pode-se observar esquematicamente a imagem formada por um espelho côncavo. Fazendo uso de raios notáveis, podemos dizer que a flecha que representa o objeto: A)se encontra entre F e V e aponta na direção da imagem. (B)se encontra entre F e C e aponta na direção da imagem. (C)se encontra entre F e V e aponta na direção oposta à imagem. (D)se encontra entre F e C e aponta na direção oposta à imagem