domingo, 4 de dezembro de 2016

Espelho Esférico

Consideramos espelhos esféricos  toda calota com faces polida que tenha alto pode de reflexão.


Elementos geométricos dos espelhos esféricos


Condições de nitidez de Gauss

—  O espelho deve ter pequeno ângulo de abertura (α < 10°).
—  Os raios de luz incidentes devem ser próximos  e pouco inclinados em relação ao eixo principal.


Formação da imagem no espelho Côncavo

1º Objeto real antes do centro da curvatura, forma uma imagem real, invertida e menor em relação ao objeto.


2º Objeto posicionado no centro da curvatura, a imagem é real, invertida e igual ao objeto.


3º Objeto posicionado entre  o centro e o foco principal da curvatura, a imagem é real, invertida e maior

4º Objeto posicionado sobre o foco do espelho, a imagem é a imagem é imprópria, pois se forma muito distante do espelho.


5º Objeto posicionado entre o foco principal e o vértice, a imagem é virtual, direta e maior.


Formação da imagem no espelho convexo

Nos espelhos convexos independente da distância entre  o objeto e o espelho a imagem sempre será virtual, direta e menor e localizada entre o vértice e o foco.


Exercícios

1- (UFES) Um objeto está sobre o eixo de um espelho esférico côncavo. A distância entre o objeto e o espelho é maior que o raio de
curvatura do espelho. A imagem do objeto é:
a) real, não invertida, menor que o objeto;
b) real, invertida, maior que o objeto;
c) real, invertida, menor que o objeto;
d) virtual, não invertida, maior que o objeto;
e) virtual, invertida, menor que o objeto.

2- (PUC) Em um farol de automóvel tem-se um refletor constituído por um espelho esférico e um filamento de pequenas dimensões
que pode emitir luz. O farol funciona bem quando o espelho é:
a) côncavo e o filamento está no centro do espelho;
b) côncavo e o filamento está no foco do espelho;
c) convexo e o filamento está no centro do espelho;
d) convexo e o filamento está no foco do espelho;
e) convexo e o filamento está no ponto médio entre o foco e o centro do espelho.

3- (UNIFESP-SP) Considere as situações seguintes.
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.

4- (UNIFESP-SP) Suponha que você é estagiário de uma estação de televisão e deve providenciar um espelho que amplie a imagem
do rosto dos artistas para que eles próprios possam retocar a maquilagem.
O toucador limita a aproximação do rosto do artista ao espelho a, no máximo, 15 cm. Dos espelhos a seguir, o único indicado para
essa finalidade seria um espelho esférico
a) côncavo, de raio de curvatura 5,0 cm.
b) convexo, de raio de curvatura 10 cm.
c) convexo, de raio de curvatura 15 cm.
d) convexo, de raio de curvatura 20 cm.
e) côncavo, de raio de curvatura 40 cm.

5- (PUC-PR) Considere as figuras que representam uma vela colocada em frente a vários tipos de espelhos.

A imagem da vela formada pelo espelho será virtual em:


a) I, IV e V .
b) II e III.
c) I e II
d) somente V.
e) somente IV e V.

Gabarito
1- C/  2- B/  3-B/ 4-E / 5- A

Espelhos planos

Espelhos planos

Introdução


O ramo da física que trabalha com os espelhos planos  é a óptica. Para os espelhos planos , temos:
—  O objeto e sua imagem são simétricos em relação ao espelho;
—  Ponto objeto real: intersecção efetiva dos raios de luz;
—  Ponto imagem virtual: Intersecção dos prolongamentos dos raios de luz;
—  O objeto e a respectiva imagem têm  naturezas contrárias.


Campo visual de um espelho plano 

O campos visual é a região do espaço que pode ser vista por um observador pela reflexão da luz num espelho plano.
  O campo visual depende de um espelho depende do tamanho do espelho, além da posição ocupada pelo observado em relação ao espelho.

Translação do espelho plano

Quando nos afastamos ou nos aproximamos de um espelho plano temos a impressão nossa imagem se aproxima bem mais rápido, isso se deve ao fato de nossa imagem realizar o mesmo movimento que realizamos. Logo se chamarmos Vo a velocidade do objeto e Vi a velocidade da imagem, temos:

Vi = 2Vo

Devido a imagem ser simétrica ao objeto a distância do objeto para a imagem e o dobro da distância do objeto para o espelho, logo:
D= 2d

Associação de espelhos planos


Uma associação de espelhos é quando a luz refletida por um espelho plano atinge a superfície refletora de outro espelho próximo,  formando varias imagem do mesmo objeto.
  Em alguns casos é possível calcular o número N de imagens  formadas numa associação de dois espelhos pela fórmula:
N = (360°/α) - 1

Exercícios

1- Um espelho plano reflete a imagem de um objeto situado a 20 cm do espelho. Deslocando-se o espelho 30 cm numa direção normal ao seu próprio plano, que distância vai separar a antiga e a nova imagem?
r-60 cm
2- Uma pessoa que estava encostada em um espelho plano vertical começa a se afastar de com velocidade de 1,5m/s. Após 10 s, qual a distância:
a)Entre a pessoa e o espelho?
r- 15m
b)Entre a pessoa e sua imagem?
r- 30m
3- Um motorista dirige um carro com velocidade 50 km/h, afastando-se de um poste. Pergunte-se:
a)Qual a velocidade  com que a imagem do poste , conjugada pelo espelho retrovisor plano e fixo no carro, desloca-se em relação a um observador encostado nesse poste?
r- 100 km/h
b)Qual a velocidade com que o motorista vê a imagem do poste afastar-se?
r - 50 km / h
4- Um espelho plano fornece uma imagem de certo objeto situado a uma distância igual a 30 cm do espelho.
Deslocando o espelho 10 cm e afastando-o do objeto com velocidade de 5cm/s, determine:
a)A distância entre a antiga e a nova imagem;
r- 20 cm
b)A velocidade da imagem em relação ao objeto;
r- 10 cm/s
5- Um objeto é colocado entre dois espelhos que forma entre si um ângulo de 45°. Calcule o número
de imagens obtidas e a posição que o objeto deverá ocupar para se obter esse número de imagens.
r - 7 imagens
6- Tira-se uma foto de um casal entre dois espelhos  planos  verticais que formam um ângulo α entre si. Se
nessa foto aparecem 16 indivíduos, qual a medida do ângulo α?
r- 45°