Óptica Geométrica - Espelhos esféricos

Ola Galera

Para podermos classificar as imagens é preciso conhecer algumas coisas.

O que são espelhos esféricos?

São calotas esféricas polidas.

Pense em uma esfera polida por dentro e por fora. Faça agora um corte transversal.

espelhos esféricos

 

Essa calota esférica será o espelho esférico. Sua parte externa é chamada convexa e sua parte interna é côncava.

espelhos esfericos

 

Dessa forma o desenho obedece às Condições de Gauss (os espelhos esféricos estudados, quase sempre, obedecem às condições de Gauss).

-     Pouca esfericidade;

-     Raios luminosos próximos ao eixo principal.

  Para poder fazer os desenhos e representar as imagens corretamente usamos os raios principais que incidem nos espelhos esféricos:

 * O raio luminoso que incide no vértice possui ângulo de incidência igual ao de reflexão.

raio do vértice

* O raio luminoso que passando pelo centro de curvatura é refletido pelo centro de curvatura.

espelhos esfericos

 * O raio luminoso que incide paralelamente ao eixo principal é refletido pelo foco (vice-versa = reversibilidade).

raio paralelo

Agora vamos ver a formação das imagens. 

 

Côncavo – Com o objeto na parte interna da concavidade (real). A imagem é invertida e real. O tamanho da imagem depende da posição do objeto. Observe que a medida que o objeto se aproxima do espelho a imagem se afasta do espelho ficando maior.


formaçao de imagens espelhos esfericos concavos

Côncavo – objeto na parte interna da concavidade (real) mas colocado entre o foco e o vértice. A imagem se forma na parte de trás do espelho. É chamada virtual, direita e sempre é maior do que o objeto.

espelhos esferico objeto entre o foco e o vertice

Convexo – objeto na parte externa da concavidade (agora chamada de real). A imagem se forma na parte interna do espelho entre o foco e o vértice. É chamada virtual, direita e sempre é menor do que o objeto.

 

espelho esferico convexo

 

Exemplo:

Um objeto real se encontra sobre o eixo principal de um espelho côncavo, de distância focal 20cm, e a 40cm do vértice do espelho. Sendo obedecidas as condições de Gauss, sua imagem é:

a) real e direta.

b) real e invertida.

c) virtual e direta.

d) virtual e invertida.

e) imprópria, localizada no infinito.

Solução:

 O objeto está no centro de curvatura do espelho, pois o foco vale 20 cm e o objeto está a 40 cm.

espelho concavo

A imagem é real (está do mesmo lado do objeto), invertida (em relação ao objeto) e possui a mesma dimensão (pela simetria dos raios traçados).

Letra B

 

No video que segue foi feito com um aplicativo em java disponível no endereço abaixo

 http://webphysics.davidson.edu/applets/optics/intro.html

Aqui é possível se divertir com a formação de imagens e assim tenta entender um pouco mais sobre a formaçao da imagens.

 

Espero que gostem.

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