Espelhos Planos e Esféricos

ESPELHOS PLANOS
FÍSICA - Tomás
ÓPTICA
CONCEITOS BÁSICOS
LUZ – Energia radiante que se propaga no
espaço através de ondas eletromagnéticas e
que sensibiliza nossa visão.
C = 300.000km/s = 3.108m/s
Raio de luz - Segmento de reta que
representa a direção e o sentido de
propagação da luz.
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Feixes de luz – Conjuntos de raios de luz.
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ÓPTICA
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ÓPTICA
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Princípios da Óptica Geométrica
Princípio da propagação retilínea
Nos meios homogêneos e transparentes
a luz se propaga em linha reta.
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Outros fatos que comprovam o princípio da
propagação retilínea da luz são a ocorrência de
eclipses e a formação de imagens em câmaras
escuras de orifício.
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ÓPTICA
Um objeto opaco próximo de uma fonte pontual receberá uma parte
da luz proveniente da fonte. No entanto, haverá uma parte do objeto,
oposta à fonte, que não receberá luz e ficará escura. Essa região do
objeto que não recebe os raios luminosos é denominada sombra.
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ÓPTICA
Se em vez de uma fonte pontual utilizamos uma fonte extensa de luz
para iluminar o objeto, notamos que, no contorno externo da região da
sombra projetada, surge uma região parcialmente iluminada. A essa
região onde a iluminação é apenas parcial damos o nome de penumbra
projetada.
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ECLIPSES
Quando a Lua está entre o Sol e a Terra, e o cone de
sombra por ela formado interceptar uma região da
superfície terrestre,aí ocorrerá o desaparecimento
do Sol(eclipse).
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ÓPTICA
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ÓPTICA
 Princípio da independência dos raios de luz
Quando dois ou mais
raios de luz se cruzam,
cada um segue o seu
caminho como se os
demais não existissem.
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Princípio da reversibilidade dos raios de luz
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ÓPTICA
FENÔMENOS ÓPTICOS
Reflexão
 REFLEXÃO REGULAR- A luz incide em S e
retorna ao meio regularmente.Ocorre em
superfícies lisas,polidas.Ex: Espelho,metais
polidos.
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ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
REFLEXÃO DIFUSA –A luz incide em S e
retorna ao meio irregularmente.Ocorre em
superfícies ásperas, rugosas.Ex: Quadro,carteira.
S
REFRAÇÃO - A luz incide em S e passa a se
propagar no outro meio.Ex: ar/água;ar /vidro.
S
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Absorção - A luz incide em S e não se reflete e
nem se refrata,sendo absorvida por S, aquecendo-a.
S
Energia luminosa
Energia térmica
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ÓPTICA
Câmara Escura de Orifício
H
h
D
d
H
D
h
=
d
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ÓPTICA
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ÓPTICA
01.(UESB) Em uma câmara escura de orifício, construída
artesanalmente para tirar fotografias, a distância entre o
orifício e a parede interna na qual se prende o filme
fotográfico é igual a 5cm.
Sabendo-se que o filme tem altura de 20cm, pode-se afirmar
que a distância mínima, em centímetros, em relação à
câmara, em que uma pessoa de 1,8m de altura deve se
posicionar, para que se obtenha uma fotografia de corpo
inteiro, é igual a
01) 360
02) 180
03) 90
04) 45
05) 30
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ÓPTICA
RESOLUÇÃO
H h
180cm 20cm
= ⇒
=
D d
D
5cm
cm
2 D = 90 ⇒ D = 45ESPELHOS
PLANOS
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ÓPTICA
A COR DE UM CORPO
• LUZ BRANCA
AO INCIDIR NUM
PRISMA
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VERMELHA
ALARANJADA
AMARELA
LUZ BRANCA
VERDE
AZUL
ANIL
VIOLETA
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ÓPTICA
“A COR DE UM CORPO É NA VERDADE
RESULTADO DA LUZ QUE ELE REFLETE.”
LUZ
BRANCA
LUZ BRANCA
CORPO
LUZ
VERMELHA VERMELHO
LUZ
AMARELA
LUZ BRANCA
CORPO
AMARELO
CORPO
BRANCO
LUZ
BRANCA
LUZ
BRANCA
ESPELHOS PLANOS
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CORPO
PRETO
ÓPTICA
01.(UESB) Colocada em um quarto completamente escuro,
que, em seguida, é iluminado com luz monocromática
vermelha, uma bandeira do Brasil apresentará as cores
01) verde, amarela, azul e branca
02) verde, amarela, azul e vermelha
03) vermelha, preta e branca
04) vermelha e preta
05) vermelha e branca
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Leis da Reflexão
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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Espelho Plano
Superfície plana,polida e de alto poder refletor.
Propriedades dos Espelhos
Planos
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ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
Eqüidistância em relação ao espelho
Objeto e imagem tem naturezas opostas
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ÓPTICA
A IMAGEM CONJUGADA POR UM ESPELHO PLANO É
VIRTUAL,DIREITA, EQUIDISTANTE , SIMÉTRICA E DE
MESMO TAMANHO DO OBJETO.
I
O
o
i
Características
Virtual
Direita
Igual
Simétrica
Oposta
do
di
do = di
ho = hi
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ÓPTICA
Campo Visual
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
Associação de Espelhos Planos
Onde:
N = nº de imagens
α = Ângulo entre
os espelhos
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ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
01. (FBDC)O ângulo que dois espelhos planos
devem manter entre si para que sejam formadas 71
imagens de um determinado objeto é
(A) 5°.
(B) 11°.
(C) 20°.
(D) 23°.
(E) 35°
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Espelhos Esféricos
Espelhos Esféricos
• Os espelhos esféricos são calotas esféricas polidas.
Côncavo
Polido por dentro
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Convexo
ESPELHOS
PLANOS
Polido
por fora
ÓPTICA
Espelhos Esféricos – Elementos
E.S.
C
•
•
•
•
•
α
.F
R
E.P .
V
Centro de Curvatura (C): É o centro da superfície esférica.
Raio de Curvatura (R ): É o raio da superfície esférica.
Vértice (V): É o pólo da calota esférica.
Eix o P rincipal (E.P .): É a reta definida pelo centro de curvatura e
pelo vértice.
Foco (F): É um ponto que se encontra no ponto médio entre o
centro e o vértice.
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ESPELHOS PLANOS
ÓPTICA
Focos dos Espelhos esféricos
•
Nos espelhos esféricos quando um feixe de raios luminosos incide
paralelamente ao eixo principal, as direções dos raios refletidos passam,
necessariamente, por um mesmo ponto do eixo principal denominado
Foco Principal ( F ).
C
F
Espelho côncavo
Foco Real
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F
C
Espelho convexo
ESPELHOS
PLANOS
Foco Virtual
ÓPTICA
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
Raios Notáveis
Esp. côncavo
C
F
V
Esp. convexo
V
F
C
• •Todo
raio
de
luz incide
que incide
sobre
o vértice
O
raio
de
luz
que
na
direção
do
centro
de
• O raio
raio de
de luz
luz que
queincide
incidena paralelo
direção ao
do foco
eixo
reflete
simetricamente
em
relação ao eixo
curvatura
reflete-se
sobre
si
mesmo
principal reflete-se paralelo
na direção
ao do
eixo
foco
principal
principal
ESPELHOS
PLANOS
principal
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ÓPTICA
Formação das Imagens – Espelho côncavo
1. Objeto real situado no infinito
O →∞
I
C
F
V
• Imagem:
 Real
 em F
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2. Objeto real situado antes do centro de curvatura.
O
C
F
V
I
• Imagem:
 real, invertida e menor
 Entre C e F
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3. Objeto real situado sobre o centro de curvatura.
O
I
C
F
V
• Imagem:
 real, invertida e igual
 em C
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4. Objeto real situado entre o centro e o foco.
O
I
C
F
V
• Imagem:
 real, invertida e maior
 Depois de C
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5. Objeto real situado sobre o foco.
O
C
F
V
I →∞
• Imagem:
 imprópria
 No infinito
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
6. Objeto real situado entre o foco e o vértice.
I
O
C
F
V
• Imagem:
 Virtual, direita e maior
 “atrás do espelho”
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ESPELHOS PLANOS
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Formação das Imagens
Espelho Convexo
• Objeto real na frente do espelho
O
I
V
F
• Imagem:
 Virtual, direita e menor
 “atrás do espelho”
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C
ESPELHOS PLANOS
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ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
Prédio reflete luz do sol
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ÓPTICA
EQUAÇÕES
• Equação de Gauss
• Equação do Aumento
linear transversal
Hi
di
A=
=Ho
do
1 1 1
= +
fo di do



fo - distância focal;
do - distância objeto-lente;
di - distância imagem-lente;
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fo
A=
fo - do
 Ho - tamanho do objeto;
ESPELHOS
PLANOS

Hi - tamanho da imagem.
ÓPTICA
Espelho
Côncavo
f+
Convexo
f-
Imagem
Real (Di+)
Invertida (Hi -)
Virtual (Di -)
Direita (Hi +)
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
PSIU!!!
• Toda imagem real é invertida e toda imagem virtual é
direita.
• Somente o espelho côncavo conjuga imagens reais.
• Apenas as imagens reais podem ser projetadas em
anteparos(telas).
• A imagem virtual do espelho côncavo é sempre maior
que o objeto.
• O espelho convexo conjuga uma única imagem e esta é
sempre virtual,direita e menor que o objeto.
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
01.Um telescópio refletor utiliza um espelho esférico
côncavo como objetiva.
A imagem de uma estrela distante, conjugada pela objetiva
do telescópio, é formada
A) entre o foco da objetiva e o centro de curvatura.
B) entre o foco da objetiva e o vértice do espelho.
C) além do centro de curvatura.
D) no centro de curvatura.
E) no foco da objetiva.
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ÓPTICA
02.Uma pequena vela acesa está apoiada sobre o eixo
principal de um espelho esférico côncavo, situado entre
o centro de curvatura e o foco do espelho.
Na aproximação de Gauss, a imagem vista por
um observador diante do espelho é
a) virtual, direita e maior que a vela
b) real, invertida e maior que a vela
c) real, invertida e menor que a vela
d) virtual, direita e menor que a vela
e) real, invertida e do mesmo tamanho da vela
ESPELHOS PLANOS
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ÓPTICA
03.Espelhos esféricos podem ser utilizados para diversos
fins: por exemplo, ampliar o campo visual para facilitar a
segurança dos estabelecimentos ou para ampliar as
dimensões das imagens. Diante de um espelho esférico,
um homem fica situado a 2,0m do vértice e visa a sua
imagem direita e ampliada três vezes.
A distância focal do espelho, em metros, e a sua
natureza correspondem, respectivamente, a
a) 3,0 e convexo
b) 6,0 e côncavo
c) 3,0 e côncavo
d) 3,0 e convexo
e) 1,5 e côncavo
ESPELHOS PLANOS
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04.(UESB) Um objeto de 6,0cm de altura está situado a uma
distância de 30,0cm de um espelho convexo. Considerando-se o
raio de curvatura do espelho igual a 40,0cm, é correto afirmar que
o tamanho da imagem formada por esse espelho é igual, em cm,
a
01) 2,0
02) 2,2
03) 2,4
04) 2,8
05) 3,0
Dados :
Ho = 6cm
Do = 30cm
Esp.convexo( f −)
R = 40cm
R 40
f = =
2
2
f = −20cm
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1
1
1
=
+
f Di Do
1
1
1
−
=
+
20 Di 30
1
1
1
=− −
Di
20 30
1 −3 − 2
=
60
Di
1 −5
⇒
=
Di 60
60
Di = −
= −12cm
5
Hi − Di
Hi −(−12)
=
⇒
=
Ho Do
6
30
12
Hi =
⇒
5
Hi = 2, 4ESPELHOS
cm
PLANOS
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05.(UESC) Utilizou-se uma bola de árvore de natal com 3,0cm de
raio, espelhada, para visualizar a imagem de um objeto que se
encontra a 6,0cm da superfície da bola e mede 5,0cm de altura.
Considerando-se a superfície da bola um espelho esférico
gaussiano, a abscissa da imagem, medida em mm, é igual a
01) – 12,0
02) – 6,0
Dados :
1
1
1
=
+
03) 6,0
f Di Do
Bola → Esp.convexo( f −)
04) 12,0
1
1 1
R = 3cm
05) 18,0
3
f = = −1,5cm
2
Do = 6cm
Ho = 5cm
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−
=
+
1,5 Di 6
1 −4 − 1
5
=
=−
Di
6
6
Di = −1, 2cm = −12mm
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