Espelhos Esféricos
Espelho Côncavo
Luz
Espelho Convexo
Luz
Aplicação
FONTE DE PRODUÇÃO DE FOGO
Esta funcionalidade só é alcançada com o emprego de espelhos
côncavos, obtendo-se melhores resultados com os parabólicos. O
processo ocorre da seguinte maneira: a superfície refletora é exposta a
raios solares (em um local sem sombra), os quais convergem ao foco do
espelho. Logo, há elevada concentração de energia térmica no lugar onde
está o foco e, caso seja posto um material favorável à queima nesta exata
posição, ocorre produção de fogo.
Um exemplo de aplicação de espelhos parabólicos é o forno solar
de Odeillo, nos Pirineus franceses, um colossal espelho parabólico (formado
por 9.500 espelhos planos individuais), com a altura de um edifício de sete
andares, focaliza os raios solares em um forno dentro da torre do coletor,
fazendo-o alcançar temperaturas de até 3.800 ºC, o suficiente para abrir um furo
de 30 cm de diâmetro numa chapa de aço de 3/8 de polegada de espessura, em
apenas 60 segundos. A potência é de 1 MW.
Torre do coletor
heliostatos
Prédio reflete luz do sol e jornalista frita ovo na calçada
em Londres
Quando o clarão aparece na calçada, é preciso se
proteger. No cabeleireiro, o anúncio ficou torto; o
carpete, queimado. Um carro ficou com a lataria e
o espelho retrovisor com marcas de derretimento.
Depois de alguns minutos no local, a gente
começa a suar, sente o cabelo e a pele
queimando.
A temperatura do solo: 92°C.
Os arquitetos que tiveram essa ideia meio desastrada agora vão ter que esquentar
a cabeça para achar a solução.
Aplicação
FAROL DE AUTOMÓVEIS
Neste elemento deseja-se obter feixes de luz refletidos de forma
plenamente paralela, pois isto favorece a iluminação de objetos à média e
longa distância. Para que esta condição seja cumprida, na maioria das
vezes é utilizado um espelho côncavo parabólico no fundo do farol. A
lâmpada, a qual é colocada no foco do espelho, emite raios luminosos
divergentes, que são refletidos em feixes paralelos.
Aplicação
ESPELHOS ODONTOLÓGICOS
Esses espelhos são espelhos côncavos onde o objeto se
situa bem próximo. Eles não são utilizados somente por
profissionais da área de Odontologia, muitos engenheiros e
técnicos utilizam esse espelhos para proporcionar uma boa
visão de pequenas frestas, espaços e cantos de
equipamentos.
Formação de Imagens
Objeto
C
F
V
Imagem
Imagem: Real, Invertida e Menor
Formação de Imagens
Objeto
C
F
V
Imagem
Imagem: Real, Invertida e Igual
Formação de Imagens
Objeto
C
F
V
Imagem
Imagem: Real, Invertida e Maior
Formação de Imagens
Objeto
C
F
V
Imagem Imprópria
Formação de Imagens
Objeto
C
F
V
Imagem
Imagem: Virtual, Direita e Maior
Formação de Imagens
Objeto
V
F
C
Imagem
Imagem: Virtual, Direita e Menor
Página 40
F1) Utilizando um espelho esférico côncavo de raio de
curvatura 2 m e um espelho plano, um caminhãozinho de
brinquedo, colocado com suas rodinhas apoiadas sobre
o chão a 0,5 m do espelho côncavo, é observado por
uma pessoa posicionada no ponto A, conforme a
montagem óptica esquematizada na figura 1.
Do mesmo ponto A, a pessoa também pode observar o
caminhãozinho diretamente. A imagem observada com o
uso do arranjo de espelhos ideais, comparada à obtida
diretamente pelo observador, está melhor representada
na alternativa
F3) Os elevados custos da energia, aliados à
conscientização da necessidade de reduzir o
aquecimento global, fazem ressurgir antigos projetos,
como é o caso do fogão solar. Utilizando as propriedades
reflexivas de um espelho esférico côncavo, devidamente
orientado para o Sol, é possível produzir aquecimento
suficiente para cozinhar ou fritar alimentos. Suponha que
um desses fogões seja constituído de um espelho
esférico côncavo ideal e que, num dado momento, tenha
seu eixo principal alinhado com o Sol.
Na figura, P1 a P5 representam cinco posições
igualmente espaçadas sobre o eixo principal do espelho,
nas quais uma pequena frigideira pode ser colocada. P2
coincide com o centro de curvatura do espelho e P4, com
o foco. Considerando que o aquecimento em cada
posição dependa exclusivamente da quantidade de raios
de luz refletidos pelo espelho que atinja a frigideira, a
ordem decrescente de temperatura que a frigideira pode
atingir em cada posição é:
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P12) Ao estacionar seu carro, o motorista percebeu a
projeção da imagem da pequena lâmpada acesa de um dos
faroletes, ampliada em 5 vezes, sobre a parede vertical
adiante do carro. Em princípio, o farolete deveria projetar
raios de luz paralelos, já que se tratava de um farol de longo
alcance.
Percebeu, então, que o conjunto lâmpada-soquete tinha se
deslocado da posição original, que mantinha a
lâmpada a 10,0 cm da superfície espelhada do espelho
esférico côncavo existente no farol. Considerando que
o foco ocupa uma posição adiante do vértice do espelho,
sobre o eixo principal, é possível concluir que, agora,
a lâmpada se encontra a.
A) 2,0 cm atrás do foco.
B) 1,0 cm atrás do foco.
C) 0,5 cm atrás do foco.
D) 0,5 cm adiante do foco.
E) 2,0 cm adiante do foco
P13) O esquema a seguir representa o eixo principal (r) de
um espelho esférico, um objeto real O e sua imagem i
conjugada pelo espelho.
Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto afirmar que o
espelho é
a) côncavo e seu vértice se encontra em d.
b) côncavo e seu foco se encontra em c.
c) côncavo e seu centro se encontra em e.
d) convexo e seu vértice se encontra em c.
e) convexo e seu foco se encontra em e.
6u
2u
A
B
C
D
E
P16) Um automóvel tem três espelhos: um plano, usado no
retrovisor interno; um convexo, usado no retrovisor externo;
um côncavo, usado para ampliar imagens do rosto do
passageiro dianteiro. A imagem formada por cada um desses
três espelhos é, respectivamente,
a)
b)
c)
d)
real, virtual e real
Virtual, real e real
Virtual, virtual e real
Virtual, virtual e virtual
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F1) Dois espelhos planos, estão posicionados
perpendicularmente entre si, como na figura a seguir:
Observador
Um carrinho de brinquedo passa na frente dos espelhos,
movendo-se, como na figura.
Estudo Analítico
p
o
C
i
F
V
p’
Equação de Gauss:
1 1 1
 
f
p p'
Aumento Linear:
i
A
o
 p'
A
p
i  p'

o
p
Mais
Aplicações
Aberração esférica
Os raios refletidos não se
concentram num único ponto.
Condições de Gauss
•
•
•
Para que não ocorram aberrações
com as imagens é necessário que:
O ângulo de abertura do espelho
não seja superior a 10°
Os raios incidentes sejam pouco
inclinados e estejam próximos ao
eixo principal.
As antenas parabólicas são espelhos. Elas são construídas para refletir ondas
de radiofrequências, que têm comprimento de onda muito maior que o da
luz. Para esses comprimentos de onda, quase todas as superfícies são
espelhos, mesmo que sejam cheias de buracos, como uma tela de arame. Se
as ondas eletromagnéticas emitidas por um satélite, atingirem a antena
parabólica, ocorrera a reflexão desses raios a um ponto chamado foco da
parábola, onde está um aparelho receptor que convertera as ondas
eletromagnéticas em um sinal que a TV transformara em ondas, que serão
os programas que passam e as pessoas assistem diariamente.
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P15)O esquema a seguir representa o eixo principal
(r) de um espelho esférico, um objeto real O e sua
imagem i conjugada pelo espelho
Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto
afirmar que o espelho é
a) côncavo e seu vértice se encontra em d.
b) côncavo e seu foco se encontra em c.
c) côncavo e seu centro se encontra em e.
d) convexo e seu vértice se encontra em c.
e) convexo e seu foco se encontra em e.
P16) Um quadrado está localizado sobre o eixo
principal de um espelho esférico côncavo conforme
figura.
Sabe-se que o vértice inferior esquerdo do
quadrado está localizado exatamente sobre o centro
de curvatura do espelho.
Pode-se afirmar que a imagem do quadrado
tem a forma de um:
a) quadrado
b) triângulo
c) retângulo
d) trapézio
e) losango
P18) Um automóvel tem três espelhos: um
plano, usado no retrovisor interno; um
convexo, usado no retrovisor externo; um
côncavo, usado para ampliar imagens do
rosto do passageiro dianteiro. A imagem
formada por cada um desses três espelhos
é, respectivamente,
A) real, virtual e real
B) Virtual, real e real
C) Virtual, virtual e real
D) Virtual, virtual e virtual.