FSICA PTICA AULA 2 ESPELHOS ESFRICOS ESPELHOS ESFRICOS

FÍSICA ÓPTICA AULA 2 – ESPELHOS ESFÉRICOS

ESPELHOS ESFÉRICOS Definição Primeiramente imaginamos uma esfera oca com centro C. Em seguida um plano intercepta essa superfície esférica dividindo-a em duas calotas esféricas. O espelho esférico é definido como toda calota esférica em que uma de suas superfícies é refletora.

ESPELHOS ESFÉRICOS Definição Espelho Convexo: A superfície refletora esta atrás da calota esférica. Espelho Côncavo: A superfície refletora está voltada para o centro da calota.

ESPELHOS ESFÉRICOS Representação Os espelhos esféricos são simbolicamente representados por: Côncavo Convexo

ESPELHOS ESFÉRICOS Elementos dos espelhos esféricos C V F f r ep

ESPELHOS ESFÉRICOS Elementos dos espelhos esféricos V – É o vértice do espelho, sendo o polo da calota esférica; C – Centro de curvatura, sendo o centro da esfera que originou a calota; r – Raio de curvatura, é raio da esfera que originou a calota esférica; F – Foco, é o ponto médio entre o centro de curvatura (C) e o vértice (V) do espelho; f – Distância focal, distancia do vértice (V) ao foco (F) do espelho. ep – Eixo principal, é a reta que passa pelo vértice (V) e o centro de curvatura (C) do espelho.

ESPELHOS ESFÉRICOS Foco do espelho esférico côncavo O pincel de luz emergente converge para o ponto F, transformando o pincel cilíndrico num pincel convergente. C F V ep

ESPELHOS ESFÉRICOS Foco do espelho esférico convexo Os prolongamentos dos raios de luz emergentes convergem para o ponto F, o pincel cilíndrico é convertido em um pincel divergente. ep V F C

ESPELHOS ESFÉRICOS Propriedades dos raios luminosos (Raios notáveis) 1 - Todo raio de luz que incide paralelo ao eixo principal do espelho se reflete na direção do foco. C F V ep ep V F C

ESPELHOS ESFÉRICOS Propriedades dos raios luminosos (Raios notáveis) 2 - Todo raio de luz que incide pelo foco se reflete paralelamente ao eixo principal. C F V ep V F C

ESPELHOS ESFÉRICOS Propriedades dos raios luminosos (Raios notáveis) 3 – Todo raio que incide no vértice do espelho se reflete simetricamente em relação ao eixo principal, com ângulo de reflexão igual ao de incidência. C F V ep V F C

ESPELHOS ESFÉRICOS Propriedades dos raios luminosos (Raios notáveis) 4 – Todo raio de luz que incide na direção do centro de curvatura do espelho se reflete sobre si mesmo. C F V ep V F C

ESPELHOS ESFÉRICOS A partir dos raios luminosos e suas propriedades podemos construir a imagem dos objetos colocados em frente aos espelhos esféricos. Lembrando-se que para a formação da imagem nos espelhos esféricos é necessário o uso de pelo menos dois raios notáveis.

ESPELHOS ESFÉRICOS Construção de imagens nos espelhos esféricos ESPELHO CÔNCAVO: No espelho côncavo ao mudar-se a posição do objeto diante do espelho as características da imagem formada também muda. O objeto pode estar: I – Objeto antes do centro de curvatura; II – Objeto no centro de curvatura; III – Objeto entre o centro de curvatura e o foco; IV – Objeto no foco; V - Objeto localizado entre o foco e o vértice.

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CÔNCAVO I – Objeto antes do centro de curvatura. Classificação da Imagem Natureza: real Orientação: Invertida Tamanho: Menor que a do objeto

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CÔNCAVO II – Objeto no centro de curvatura. Classificação da Imagem Natureza: real Orientação: Invertida Tamanho: Igual a do objeto

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CÔNCAVO III – Objeto entre o centro de curvatura e o foco. Classificação da Imagem Natureza: real Orientação: Invertida Tamanho: Maior que a do objeto

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CÔNCAVO IV – Objeto no foco. Classificação da Imagem imprópria, localizada no infinito (∞)

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CÔNCAVO V – Objeto entre o foco e o vértice. Classificação da Imagem Natureza: Virtual Orientação: Direita Tamanho: Maior que a do objeto

ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CONVEXO: As características da imagem de um objeto em frente à um espelho convexo serão sempre as mesmas, para qualquer posição do objeto. Classificação da Imagem Natureza: Virtual Orientação: Direita Tamanho: Menor que a do objeto

EQUAÇÃO DE GAUSS Obtenção Consideremos um espelho côncavo e um objeto situado antes do centro de curvatura C. + C V F f p´ r p ep

EQUAÇÃO DE GAUSS Obtenção

EQUAÇÃO DE GAUSS Obtenção

AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL Obtenção Agora consideremos um objeto de tamanho (o) localizado antes do centro de curvatura de um espelho côncavo. A imagem formada por ele será de tamanho (i). + o C V F i - f + p´ r p ep

AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL Obtenção

AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL Obtenção i – Tamanho da imagem; o – Tamanho do objeto; A – Aumento linear transversal; p – Distância do objeto ao vértice; p´- Distância da Imagem ao vértice. Considerações: SE A>0 ------ A imagem é direita. (+) SE A<0 ------ A imagem é invertida. (-)

EXERCÍCIOS (UNESP) – Um pequeno prego encontra-se diante de um espelho côncavo, perpendicularmente ao eixo óptico principal, entre o foco e o espelho. A imagem do prego será: a) Real, invertida e menor que a do objeto. b) Virtual, invertida e menor que a do objeto. c) Real, direita e menor que a do objeto. d) Virtual, direita e maior que a do objeto. e) Real, invertida e maior que a do objeto. Resposta: D

EXERCÍCIOS (UNIP) Um estudante de física deseja acender seu cigarro usando um espelho esférico e energia solar. A respeito do tipo de espelho e do posicionamento da ponta do cigarro, assinale a opção correta. Espelho Posição da ponta do cigarro a) Côncavo Centro de curvatura do espelho b) Côncavo Vértice do espelho c) Côncavo Foco do espelho d) Convexo Centro de curvatura do espelho e) Convexo Foco do espelho Resposta : C

Exercícios (FUVEST) A imagem de um objeto forma-se à 40 cm de um espelho côncavo com distância focal de 30 cm. A imagem formada situa-se sobre o eixo principal do espelho, e é real, invertida e tem 3 cm de altura. A) Determine a posição do objeto (em módulo). B) Construa o esquema referente a questão, representando o objeto, a imagem, o espelho, e os raios utilizados e indicando as distâncias envolvidas. A) p =+120 cm

B) 9 cm C V F 3 cm 30 cm 40 cm 120 cm ep