espelhos planos - Laboratório de Física e Química

10/11/2014
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA,
CAMPUS DE JI-PARANÁ, DEPARTAMENTO DE FÍSICA
DE JI-PARANÁ – DEFIJI
DISCIPLINA DE FÍSICA EXPERIMENTAL II
SEMESTRE 2014/2
LABORATÓRIO 5: LEIS DA ÓPTICA
GEOMÉTRICA (ESPELHOS
PLANOS)
PROF. ROBINSON
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA,
CAMPUS DE JI-PARANÁ, DEPARTAMENTO DE FÍSICA
DE JI-PARANÁ – DEFIJI
SEMESTRE 20132013-2
UNIDADE 1: NATUREZA DA LUZ,
LEIS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
(ESPELHOS PLANOS)
PROF. ROBINSON
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OBJETIVO DESTA AULA
O acadêmico é compreender a construção de
imagens formadas por espelhos planos
O QUE SABEMOS DO CONCEITO DE LUZ ?
A luz envolve grandezas
físicas
como:
cor
(frequência),
brilho
(amplitude) e polarização
(ângulo de vibração).
A velocidade da luz é de 3x108 m/s
O que é ano-luz?
A luz se comporta como onda e partícula.
Comportamento conhecido como dualidade ondapartícula.
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ÓPTICA
ÓPTICA
GEOMÉTRICA
ÓPTICA ONDULATÓRIA
ÓPTICA
QUÂNTICA
Fontes de Luz
Fontes Primárias
(luminosos)
Corpos que
produzem a própria
luz.
Fontes Secundárias
(iluminados)
Corpos que apenas
refletem a luz.
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ÓPTICA GEOMÉTRICA NO
COTIDIANO
ECLIPSE SOLAR
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ECLIPSE SOLAR
COMO PODEMOS MEDIR A ALTURA DE UM PREDIO?
Em que horário podemos fazer as medições envolvidas?
Quanto tempo deve demorar a toma de dados?
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REFLEXÃO EM ESPELHOS PLANOS
Os raios incidente e refletido e a normal a superfície no ponto
de incidência pertencem ao mesmo plano e tem-se: = 1
2
2
OBSERVAÇÕES
As direções dos raios refletidos intersectamse todas num ponto situado atrás do espelho.
Assim, os raios refletidos parecem, aos olhos
de um observador, ter origem nesse ponto.
Por geometria simples ou a trigonometria
concluímos que a distancia objeto é igual a
distancia imagem.
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PROPRIEDADES DA IMAGEM REFLETIDA EM ESPELHOS
PLANOS
Considerando a
convenção de sinais.
POSIÇÃO:
= −
AMPLIAÇÃO TRANSVERSAL:
ORIENTAÇÃO:
Imagem direita
NATUREZA:
Imagem virtual
=
′
COMO CONSTRUÍMOS A IMAGEM COM ESPELHOS
PLANOS?
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IMAGEM DE UMA GARRAFA FORMADA NO ESPELHO
PLANO
COMO CONSTRUÍMOS A IMAGEM COM ESPELHOS
PLANOS?
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EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
Quem,
através
do
espelho
consegue
enxergar joãozinho?
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
Depois de deslocar o
espelho uma distancia
d,
determine
o
deslocamento Z da
imagem
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Física Experimental: LEIS DA ÓTICA GEOMETRICA
LEI DA REFLEXÃO (ÂNGULO DE INCIDÊNCIA É IGUAL AO
ÂNGULO REFLETIDO)
1. Coloque o espelho plano no centro do disco ótico de modo a
interceptar o feixe de luz.
2. Gire o disco de modo que o ângulo de incidência “i” forme um
ângulo de 20o com a reta normal N ao espelho, no ponto de incidência.
Observe o raio refletido “r” e o ângulo formado por este raio e a
normal.
3. Proceda como no item anterior e complete a tabela abaixo.
4. Qual a relação entre o ângulo de incidência e o de reflexão ?
5. Em que plano se encontram o raio incidente,
o raio refletido e a reta normal ?
Ângulo de incidência
6. Anote suas observações e
discuta seus resultados.
Ângulo de reflexão
0o
20º
40º
60º
LEI DA REFLEXÃO (DISTANCIA OBJ-ESP É IGUAL A DISTANCIA ESP-IMAG)
1. Coloque o espelho plano sobre uma régua. Coloque na frente do
espelho um objeto. Visualize a imagem e sobre ponha sobre ela
outro objeto. Determine a distancia objeto espelho e distancia
imagem espelho.
2. Repita essa experiência para outra distancias,
QUESTÕES
1) Determine a relação entre as posições do objeto, do espelho, da
imagem formada e do observador?
2) Faça variações independentes das posições do objeto, da placa e do
observador. O que ocorre com a posição da imagem em cada situação?
3) A partir de esquemas de raios luminosos emitidos pelo objeto,
represente geometricamente a formação da imagem obtida por um
espelho plano e demonstre a relação de simetria existente entre objeto
e imagem no que se refere a seus tamanhos e distâncias em relação ao
plano do espelho. Compare com os dados experimentais.
4) Demonstre as propriedades de translação de um espelho plano, a
saber, que a velocidade com que um observador se aproxima do espelho
equivale à metade da velocidade com que a imagem dele se aproxima.
6) Enuncie as duas leis da reflexão.
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APLICAÇÃO COM DOIS ESPELHOS PLANOS
Exemplo para espelhos com
ângulo de abertura de 90
1. Para diferentes ângulos de
abertura
dos
espelhos
determine o numero de
imagens
Ângulo de
abertura entre
os espelhos
Número de
imagens
formadas
30º
45º
60º
90º
2. Faça o desenho mostrando a
construção das imagens dos
dois espelhos planos para cada
caso.
Bibliografia
1) HALLIDAY, D., RESNICK, R. e WALKER, J.; Fundamentos
de Física – Volume 3 – 4a Edição; Livros Técnicos e
Científicos Editora S.A..
2) NUSSENZVEIG, H. M.; Curso de Física Básica – Volume 3;
3a Edição; Editora Edgard Blücher Ltda..
3) SEARS, W., ZEMANSKY, F., YOUNG, H. D., FREEDMAN, R.
A.; Física III; 10a Edição; Pearson Education do Brasil.
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