PRINCÍPIOS DA ÓPTICA E ESPELHO PLANO
1-INTRODUÇÃO
3-REFLEXÃO DA LUZ
Luz é a única onda eletromagnética capaz de sensibilizar
nossos órgãos visuais e cabe à óptica estudar os fenômenos
que ocorrem com ela.
Para representarmos a luz usa-se um segmento de reta
orientado: o raio de luz, o qual não tem significado físico; o
raio de luz é um ente matemático que usamos para facilitar a
didática.
Ao conjunto de raios de luz damos o nome de feixe de luz
que pode ser convergente, divergente ou cilíndrico.
Quando a luz incide em uma superfície e retorna ao mesmo
meio de propagação temos o fenômeno da reflexão. Há dois
tipos de reflexão.
Se os raios se refletem de uma maneira organizada temos a
reflexão regular, caso contrário, temos a reflexão difusa.
A reflexão regular ocorre em superfícies lisas e polidas, por
exemplo, os espelhos, e a reflexão difusa ocorre em
superfícies rugosas.
4-LEIS DA REFLEXÃO
Todo corpo capaz de emitir luz é uma fonte de luz, se a luz
emitida for própria do corpo temos uma fonte primária de
luz, ou corpos luminosos, caso contrário temos uma fonte
secundária de luz, ou corpos iluminados.
Quando a luz se propaga num meio, sofrendo pequenos
desvios e tendo nitidez do objeto visualizado, esse meio é
chamado de transparente, se não houver nitidez o meio é
translúcido.
A luz não se propaga nos meios opacos.
2-PRINCÍPIOS DA ÓPTICA
a) Princípio da propagação retilínea da luz.
A luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e
transparentes.
b) Princípio da Independência dos raios de luz.
Quando raios de luz se encontram, eles continuam seus
trajetos, após o encontro eles continuam, como se nada
tivesse ocorrido.
c) Princípio da Reversibilidade da Luz.
Se invertermos o sentido de propagação da luz sua trajetória
será a mesma.
O raio incidente “a”, a normal “N” e o raio refletido “b” são
coplanares.
O ângulo de reflexão “r”e o ângulo de incidência “i”são
iguais.
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA E ESPELHO PLANO
5-ESPELHO PLANO
Espelho plano é uma superfície plana que reflete a luz
regularmente.
a) IMAGEM DE UM PONTO NUM ESPELHO PLANO.
Observando a figura percebe-se que:
De um ponto objeto real (POR) o espelho plano conjuga
um ponto imagem virtual (PIV), portanto objeto e imagem
têm naturezas opostas.
Objeto e imagem são simétricos ao espelho, a distância do
objeto ao espelho é igual à distância da imagem ao
espelho.
A imagem de qualquer objeto colocado dentro do campo
visual do observador O , pode ser vista por reflexão no
espelho.
d) TRANSLAÇÃO
PLANO.
E
ROTAÇÃO
DE
ESPELHO
Observando a figura quando deslocamos o espelho de x
sua imagem desloca de 2x, se o objeto estiver fixo.
Analogamente, se girarmos o espelho de a sua imagem
gira de 2a.
e) NÚMERO DE IMAGENS DE UM OBJETO ENTRE
DOIS ESPELLHOS PLANOS.
b) IMAGEM DE UM CORPO EXTENSO NUM
ESPELHO PLANO.
Se colocarmos um objeto entre dois espelhos planos que
formam um ângulo a, a quantidade de imagens deste
objeto é dada por:
Observando a figura percebe-se que:
Objeto e imagem têm mesmo tamanho.
A imagem é reversa ou enantiomorfa, pois troca a esquerda
pela direita.
c) CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO.
N=
360
−1
α
A equação acima é válida nas seguintes condições:
360
for um número par não há restrição.
α
360
Se
for um número ímpar a fórmula é válida se o
α
Se
objeto estiver situado no plano bissetor
EXERCÍCIOS
Assinale V para verdadeiro e F para falso as questões à
seguir:
QUESTÃO 01
1. Se dois raios de luz se cruzarem, após o encontro
eles continuarão seus trajetos como se não tivesse
ocorrido o encontro.
2. Um observador A mira um espelho enxergando um
outro B. Se este observador B olhar para o espelho
consegue enxergar A. Este fato evidencia o
principio da reversibilidade dos raios de luz.
3. Reflexão, refração e a absorção são fenômenos que
ocorrem quando a luz incide na superfície de
separação de dois meios.
4. A reflexão que ocorre na superfície de papel branco
é dita regular.
5. A passagem da luz incidente na superfície de
separação de dois meios, de um meio para o outro,
de modo ordenado, constitui o fenômeno da refração
regular.
QUESTÃO 02
1. O fenômeno responsável pelo aquecimento de
superfícies expostas à luz é chamado absorção.
2. Os fenômenos da reflexão, refração e absorção
ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.
3. Um dioptro perfeito é aquele no qual o único
fenômeno que ocorre é o da refração.
4. Se colocarmos um espelho comum sob a luz solar
ele não se aquece, pois toda a luz é refletida, não
sendo absorvida nenhuma parcela da energia
radiante incidente.
5. Numa superfície negra ocorre predominantemente o
fenômeno da absorção.
QUESTÃO 03
1. Na reflexão regular somente podemos dizer que o
ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência,
se a superfície refletora for plana.
2. Se um raio de luz incide na superfície de separação
de dois meios, ocorrendo simultaneamente a
reflexão e a refração, então tanto o raio de luz
refletido como o raio refratado pertence ao plano
formado pela normal à superfície, pelo ponto de
incidência e pelo raio de incidência.
3. Se um ponto é vértice de um pincel de luz incidente,
então este ponto será dito um ponto objeto.
4. Se os raios que emergem de um sistema óptico
forem paralelos não fica definido ponto imagem,
pois estes raios não se encontram.
5. Em um espelho plano incide um pincel de raios
paralelos, o pincel refletido é convergente.
QUESTÃO 04
1. Um raio de luz incide perpendicularmente em uma
superfície, por tanto ele é dito rasante.
2. Uma gravura coberta por um vidro transparente em
geral não é vista com a mesma facilidade como se a
observássemos diretamente sem o vidro, porque o
vidro reflete parte da luz incidente.
3. A formação de sombra e penumbra é formada pelo
princípio da propagação retilínea da luz.
4. A região de um corpo opaco, interposto entre uma
fonte extensa e um anteparo e não iluminada
diretamente pela luz da fonte, é chamada cone de
sombra.
5. Se uma fonte apresentar dimensões muito pequenas
em relação à distância ao objeto opaco que ela
ilumina, haverá formação de sombra e penumbra.
QUESTÃO 05
1. Na câmara escura de orifício, a inversão de
orientação da imagem pode ser explicada pelo
princípio da reversibilidade dos raios de luz.
2. Uma fonte luminosa projeta luz sobre as paredes de
uma sala, um pilar intercepta parte dessa luz. A
penumbra que se observa é devida ao fato de não
ser pontual a fonte luminosa.
3. A relação entre os tamanhos das imagens de um
indivíduo de 1,8m de altura, formada em uma
câmara escura através de um orifício, quando o
indivíduo se encontra respectivamente, às distância
e 24 e 36m, é de 1,5.
4. Quando a terra se interpõe entre o sol e a lua
impedindo a visão de seu satélite, dizemos que
ocorre o eclipse da lua. O eclipse pode ser total ou
parcial
5. Quando a lua se interpõe entre o sol e a terra,
impedindo total ou parcialmente que os raios solares
atinjam determinadas regiões da superfície da terra
dizemos que ocorre eclipse do sol.
EXERCÍCIOS
QUESTÃO 06
1. O eclipse solar ocorre somente em fase de lua cheia.
2. O eclipse lunar ocorre somente em fase de lua nova.
3. O fenômeno amplamente predominante num
espelho plano é a reflexão regular.
4. Um espelho plano conjuga apenas imagens virtuais.
5. De um objeto real um espelho plano conjuga apenas
imagens virtuais.
QUESTÃO 07
1. A imagem conjugada a um objeto por um espelho
plano é sempre simétrica do objeto em relação ao
plano do espelho.
2. O tamanho da imagem que um espelho plano
conjuga a um objeto depende da posição do objeto
em relação ao espelho.
3. A um objeto retilíneo disposto paralelamente ao
plano do espelho é conjugado uma determinada
imagem. O objeto e a imagem são enantiomorfos.
4. Para uma dada observação do observador, o campo
de um espelho plano é o espaço que esse observador
pode ver por reflexão no espelho.
5. Se um espelho plano sofre uma translação a imagem
de um dado objeto permanece imóvel.
QUESTÃO 08
1. Quando um espelho plano gira de um determinado
ângulo, o raio refletido correspondente a um
determinado raio incidente sofre um desvio angular
igual ao dobro do ângulo de giro do espelho e no
mesmo sentido.
2. O número de imagens conjugadas a um objeto
situado entre duas superfícies refletoras planas,
depende da distância entre essas superfícies.
3. A imagem de um objeto virtual fornecida por um
espelho plano é real e direita.
4. Um observador de 1,70m de altura e cujos olhos se
encontram a 1,60 do solo, está diante de um espelho
plano vertical e de forma retangular. A altura
mínima do espelho e a altura que deve estar acima
do solo para que o observador veja toda a sua
imagem
por
reflexão
no
espelho
são
respectivamente 0,85m e 0,80m.
5. Quando um homem se aproxima diretamente de um
espelho plano com velocidade de 1,2m/s, ele se
aproxima de sua imagem com velocidade de 2,4m/s.
QUESTÃO 09
1. O gráfico abaixo representa tamanho real H da
imagem de um homem que se aproxima de um
espelho plano e depois se afasta, em função do
tempo.
2.
3.
4.
5.
Um indivíduo lê as horas em um relógio da torre da
igreja, cujo mostrador é desprovido de números,
através do espelho plano de uma vitrine, e vê os
ponteiros em uma posição correspondente a 9 horas
e 15 minutos. A hora marcada pelo relógio é de 2
horas e 45 minutos.
Um fotógrafo tira uma fotografia de um casal entre
dois espelhos planos verticais que formam um
ângulo a entre si. Se na chapa aparecerem 16
indivíduos o valor de a é 21,2o .
Um pedaço de tecido vermelho, quando observado
em uma sala iluminada com luz azul, parece azul.
Em um cinema, a imagem projetada na tela é de
natureza virtual.
QUESTÃO 10
1. Uma imagem que se pode ver é sempre de natureza
real.
2. Uma imagem real só pode ser vista se for projetada
num anteparo.
3. Toda imagem real pode ser captada em um
anteparo.
4. Para que uma imagem seja vista, basta que a luz que
a define atinja nossa retina, não importando sua
natureza real ou virtual.
5. De acordo com a figura b=2a
GABARITO
1
2
3
4
5
VVVFV VFVFV FVVFF FVVFF FVVVV
6
7
8
9
10
FFVFV VFVVF VFVVV VVFFF FFFVV