Refração da luz e espelhos planos (versão 2018)

Aula sobre os conceitos de refração da luz e espelhos planos

1. Professor Marco Antonio

2. Reflexão regular
OfeixedeluzincideemumasuperfícieSdeseparaçãoentredoismeiose
retornaaomeiodeorigem.
Todososraiossãorefletidosregularmente,ouseja,elespermanecemparalelos
entresi,apartirdospontosdeincidência.
OcorrequandoSéumasuperfícieplana,opacaebempolida,comoumespelho.

3. Reflexão regular
OfeixedeluzincideemumasuperfícieSdeseparaçãoentredoismeiose
retornaaomeiodeorigem.
Todososraiossãorefletidosregularmente,ouseja,elespermanecemparalelos
entresi,apartirdospontosdeincidência.
OcorrequandoSéumasuperfícieplana,opacaebempolida,comoumespelho.

4. 1ªLei:oraioincidente,oraiorefletidoe
anormalsãocoplanares.
2ªLei:oângulodeincidênciaéigualao
ângulodereflexão.

5. R.67Umraiodeluzincidenumespelhoplano,formandocomsuasuperfícieum
ângulode40°.Qualéocorrespondenteângulodereflexão?
Exercíciospágina263

6. Espelhoplanoéaquelecujasuperfície,planaelisa,refleteregularmentealuz
incidente,sofrendo,portanto,reflexãoregular.
›Podemosutilizartambémaseguinte
definição:
•Éumsistemaópticoformadoporuma
camadadevidroeumapelículade
materialcapazderefletiraluz
regularmente(alumínio).
›Representa-seumespelhoplanopor:

7. Imagemdeumponto:considereum
pontoPcolocadoemfrenteaum
espelhoE,comomostraafiguraabaixo:
OspontosPeP’sãoequidistantesdo
espelho.
Quandoumfeixerefletidonoespelho
chegaaosolhosdeumobservadorO,
essefeixepareceoriginar-seemP’.
AssimoobservadorvêP’.
OpontoPéumpontoobjetoreal
OpontoP’éumpontoimagem
virtual.

8. Resumidamente,asprincipaiscaracterísticasde
umespelhoplano:
Objetoeimagensequidistantesaoespelho
Objetoeimagempossuemnaturezas
opostas(seoobjetoéreal,aimagemserá
virtualevice-versa).
SistemaópticoEstigmático
Um sistemaóptico
éestigmáticoquando
cadapontoobjetoconjuga
apenasumpontoimagem.

9. Resumidamente,asprincipaiscaracterísticasde
umespelhoplano:
Objetoeimagensequidistantesaoespelho
Objetoeimagempossuemnaturezas
opostas(seoobjetoéreal,aimagemserá
virtualevice-versa).
SistemaópticoEstigmático
Comcertezavocêjáouviufalarde
astigmatismo!!!
Umsistemaastigmáticoconjuga,paraum
pontoobjetoreal,umamanchaluminosa
(váriospontosimagemvirtual)!!!

10. Imagemdeumobjetoextenso
Oobjetoeaimagemtêmasmesmasdimensõesesãoequidistantesdo
espelho.
Oobjetoeaimagemsãoenantiomorfas,ouseja,contrárias.
Imagemeobjetotêmdimensõesiguaise
sãoequidistantesdoespelho.
Imagensenantiomorfaspossuemamesma
formaesãosimétricasemrelaçãoaoobjeto,
dessamaneira,nãosesuperpõemportranslação
simples(comoaletraReasuaimagem)

11. Imagemdeumobjetoextenso
Oobjetoeaimagemtêmasmesmasdimensõesesãoequidistantesdo
espelho.
Oobjetoeaimagemsãoenantiomorfas,ouseja,contrárias.
Imagemeobjetotêmdimensõesiguaise
sãoequidistantesdoespelho.

12. R.68Doispontosluminosos,AeB,estãodiantedeumespelhoplanoE.Qualéa
distânciaentreopontoBeaimagemdopontoA?
R.69Nafigura,temosumpontoluminosoP,umespelhoplanoEeumobservador
O.TraceoraioprovenientedePque,apósserefletirnoespelhoE,atingeO.

13. R.70UmapessoadealturaHacha-sedefrontedeumespelhoplanoretangulare
vertical.Sendohadistânciadoolhodoobservador(O)aosolo,determine:
a)omenortamanhoxqueesseespelhodeveterparaqueoobservadorpossaver
asimesmodospésàcabeça;
b)amenoralturayaqueabordainferiordoespelhodevesermantidadosolo;
c)seosvaloresdexeydependemdadistânciadoobservadoraoespelho.
x
y

14. R.71Umapessoamantémdiantedosolhos,a20cmdedistância,umespelho
vertical,demodoaverneleaimagemdeumposteverticalde4,4mdealtura
situadoexatamentea1,8matrásdesi.Qualéamínimadimensãoverticalque
esseespelhodeveterparaqueapessoavejainteiramenteaimagemdoposte?
Exercíciospágina267-268
4,4 m
2,0 m

15. Campovisualdeumespelhoplano:
•Éaregiãoqueumobservadorfrenteaumespelhopodeobservar.
A regiãosombreada é o campo visual do espelho em relação aO.

16. Campovisualdeumespelhoplano:
R.72UmobservadorOestáolhandoparaumespelhoplanoE,conformeo
esquema.Quaisdospontosnumeradoselepoderáverporreflexãonoespelho?
Exercício234-página269

17. Translaçãodeumespelhoplano
Quandotemosumobjetofixodiantedeumespelhoeprovocarmosodeslocamento
doespelhonahorizontaldizemosqueoespelhosofreuumatranslação.Vejao
exemplo:
Percebaqueadistânciadoobjetoà
imageméde20m.
Agora,vamosafastaroespelhouma
distânciad=1memrelaçãoaoobjeto.
OdeslocamentoDdaimagem
aoobjetoaumentaráde2d.
D = 2d

18. Translaçãodeumespelhoplano
Quandotemosumobjetofixodiantedeumespelhoeprovocarmosodeslocamento
doespelhonahorizontaldizemosqueoespelhosofreuumatranslação.
Nestecaso,comoos
deslocamentosdoespelhoe
daimagemsãosimultâneos,a
velocidadedaimagemseráo
dobrodavelocidadedo
espelho
v
imagem= 2v
espelho

19. Translaçãodeumespelhoplano
R.73Umapessoaestádepédiantedeumespelhovertical.Seoespelho,
mantendo-senavertical,forafastadodeumadistânciade30cmdapessoa,oque
sucedeàimagemqueelavênoespelho?
R.74Umespelhoplanoverticalédeslocadocomvelocidadedemódulo6m/s,ao
serafastadodeumapessoaqueestáparadaemrelaçãoaosolo.Determineo
módulodavelocidadedaimagemdapessoaemrelação:
a)aosolo;
b)aoespelho.
Exercíciospágina271

20. Imagensdeumobjetoentredoisespelhosplanos
??????=
360°
??????
−1
Essaequação,emqueαéo
ânguloentreosespelhos,éválida
paraosseguintescasos:
•Se360/αforpar:paraqualquer
posiçãodoobjetoentreos
espelhos.
Dadaumaassociaçãodeespelhosplanos,o
númerodeimagensobserváveispodeser
obtidopelaequação:
o número de
imagens formadas
será ímpar,
independentemente
da posição do
objeto entre os
espelhos.

21. Imagensdeumobjetoentredoisespelhosplanos
??????=
360°
??????
−1
Essaequação,emqueαéo
ânguloentreosespelhos,éválida
paraosseguintescasos:
•Se360/αforímpar:oobjeto
deveestarexatamentenoplano
bissetordoânguloformado
entreosdoisespelhos.
Dadaumaassociaçãodeespelhosplanos,o
númerodeimagensobserváveispodeser
obtidopelaequação:
número de
imagens
formadas
será par

22. Imagensdeumobjetoentredoisespelhosplanos
Imagens de um objeto colocado entre dois espelhos planos:
Diminuindo o ângulo entre os espelhos, aumenta o número de imagens.
Quando os espelhos são paralelos, formam-se infinitas imagens.

23. Imagensdeumobjetoentredoisespelhosplanos
R.77Comtrêspatinadorescolocadosentredoisespelhosplanosfixos,umdiretor
decinemaconsegueumacenaemquesãovistos,nomáximo,24patinadores.Qual
éoânguloαentreosespelhos?
Sabe-sequeoânguloαétalque360º/αéumnúmerointeiro.
Exercício243e245(a)página276