FÍSICA – 9º ANO
Imagem real e virtual
Pode-se dizer que uma imagem real é aquela que podemos projetar num anterparo
(tela,parede...), já a imagem virtual não pode ser projetada.
Ainda pode-se dizer, de acordo com os raios de luz que as forma, que real é aquela imagem
formada pelos raios que efetivamente "saem' do sistema óptico (lente ou espelho), enquanto que
imagem virtual é formada pelo prolongamento desses raios.
Quando olhamos para um espelho plano, vemo-nos como se a imagem estivesse dentro do
espelho certo? A essa imagem que está "dentro" do espelho chamamos de imagem virtual.
Espelho plano
Um espelho plano é uma placa de vidro cuja superfície posterior recebeu uma fina película de
prata. Quando a luz incide em uma superfície deste tipo, ela é refletida regularmente. Essa
regularidade da reflexão é que permite a formação de imagens. Como isso não acontece nos
corpos cujas superfícies são rugosas, estes não produzem imagens.
As superfícies rugosas, quando iluminadas nos revelam somente sua própria forma, textura e
cor.
Quando vamos dirigir um carro, precisamos ajustar a posição dos espelhos retrovisores para
enxergar o que está atrás dele. Qualquer alteração na posição do espelho ou da cabeça do
motorista pode impedir esta visualização, porque os feixes de luz que incidem no espelho plano
são refletidos em direções determinadas. Ou seja, os feixes de luz emitidos por um carro que
está atrás só serão vistos pelo motorista se refletirem no espelho e incidirem sobre seus olhos.
Em um espelho plano comum, vemos nossa imagem com a mesma fora e tamanho, mas parece
que encontra-se atrás do espelho, invertida (esquerda na direita e vice-versa), à mesma distancia
que nos encontramos dele.
Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e
atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória
angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha
reta, isto é, mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido oposto, para trás do
espelho.
Constando fatos que ocorrem num espelho plano
Simetria – a distância entre as respectivas imagens formadas no espelho (mesma distância)
Igualdade – o tamanho da imagem é igual ao tamanho do objeto
Revertida ou reversa – o lado esquerdo do objeto corresponde ao lado direto da imagem.
Espelho Esférico
Para se obter imagens nítidas em espelhos esféricos, Gauss observou que os raios de luz
deveriam incidir paralelos ou pouco inclinados em relação ao eixo principal e próximos dele.
Assim, para se ter nitidez na imagem, o ângulo de abertura do espelho tem que ser inferior a 10
graus. Se essas condições forem obedecidas, esses espelhos são chamados de espelhos esféricos
de Gauss.
Espelhos esféricos são superfícies refletoras que têm a forma de calota esférica. São côncavos se
a superfície refletora for a parte interna, ou convexos, se a superfície refletora for a parte
externa.
Espelhos côncavos e convexos
Um objeto próximo de um espelho côncavo (curvatura para dentro) produzirá uma imagem na
posição correta e ampliada. Um objeto distante produzirá imagem de cabeça para baixo e
reduzida. A imagem de um objeto num espelho convexo (curvatura para fora), como nos
espelhos retrovisores como dos carros, estará na posição correta, mas será reduzida.
Lentes esféricas
As lentes esféricas são meios transparentes, nos quais a luz pode se propagar. Possuem duas
faces esféricas ou uma face esférica e a outra plana. As lentes podem apresentar dois
comportamentos ópticos: convergente e divergente.
Lentes esféricas convergentes
Em uma lente esférica com comportamento convergente, a luz que incide paralelamente entre si
é refratada, tomando direções que convergem a um único ponto.
Tanto lentes de bordas finas como de bordas espessas podem ser convergentes, dependendo do
seu índice de refração em relação ao do meio externo.
O caso mais comum é o que a lente tem índice de refração maior que o índice de refração do
meio externo. Nesse caso, um exemplo de lente com comportamento convergente é o de uma
lente biconvexa (com bordas finas):
Já o caso menos comum ocorre quando a lente tem menor índice de refração que o meio. Nesse
caso, um exempo de lente com comportamento convergente é o de uma lente bicôncava (com
bordas espessas):
Defeitos da visão
Esquema de um Olho Humano
Um dos mais importantes entre os cinco sentidos humanos é a visão. Ela nos permite a
percepção do mundo com todas as suas formas e cores, que tanto impressionam o homem desde
os tempos mais remotos.
Didaticamente, dividimos o olho humano em:
Cristalino: Parte frontal do olho que funciona como uma lente convergente, do tipo biconvexa.
Puplila: comporta-se como um diafragma, controlando a quantidade de luz que penetra no olho.
Retina: é a parte sensível à luz, onde são projetadas as imagens formadas pelo cristalino e
enviadas ao cérebro.
Músculos ciliares: comprimem convenientemente o cristalino, alterando a distância focal.
O olho humano pode apresentar algumas anormalidades que levam a dificuldades de enxergar
em algumas situações.
Essas anormalidades podem ser: Miopia, Hipermetropia, Astigmatismo, Presbiopia e
Estrabismo.
Estudaremos agora essas disfunções do globo ocular e qual o melhor método de correção desses
problemas.
Miopia
É uma anomalia da visão que consiste em um alongamento do globo ocular.
Nesse caso há um afastamento da retina em relação ao cristalino, fazendo que a imagem seja
formada
antes
da
retina,
tornando-a
não
nítida.
Para o míope, o ponto próximo (ou remoto), que é o ponto onde a imagem é nítida, está a uma
distância
finita,
maior
ou
menor,
conforme
o
grau
da
miopia.
O
míope
tem
grandes
dificuldades
de
enxergar
objetos
distantes.
A correção da miopia é feita comumente com a utilização de lentes divergentes. Ela fornece, de
um objeto impróprio (objeto no infinito), uma imagem virtual no ponto remoto do olho. Essa
imagem se comporta como objeto para o cristalino, produzindo uma imagem final real
exatamente sobre a retina.
À Esquerda, esquema do olho míope. À direita, visão do míope.
Hipermetropia
A hipermetropia é um defeito oposto à miopia, ou seja, aqui existe uma diminuição do globo
ocular.
Nesse caso a imagem de objetos próximos é formada além da retina, fazendo aquelas imagens
não
sejam
formadas
com
nitidez.
A correção desse defeito é possível através da utilização de uma lente convergente. Tal lente
convergente deve fornecer, de um objeto real, situado em um ponto próximo do olho, uma
imagem que se comporta como objeto real para o olho, dando uma imagem final nítida.
À esquerda, esquema do olho do Hipermétrope. À direita, a visão do hipermétrope
Astigmatismo
Consiste no fato de que as superfícies que compõem o globo ocular apresentam diferentes raios
de curvatura, ocasionando uma falta de simetria de revolução em torno do eixo óptico.
A correção é feita com a utilização de lentes cilíndricas capazes de compensar tais diferenças
entre os raios de curvatura.