Escreva no caderno Show
holbox /Shutterstock.com Página 179 Experimente a Física no dia a dia Formando imagens I A utilização dos espelhos esféricos está presente em muitos instrumentos que nos auxiliam diariamente, mas para construí-los foi preciso o conhecimento sobre a formação das imagens nesses espelhos. Com essa atividade será possível analisar algumas características das imagens fornecidas pelos espelhos côncavos e convexos. Tente explicar as características das imagens formadas por eles. Para isso, obtenha um espelho côncavo, um convexo e um objeto qualquer, como um lápis, por exemplo. Caso não tenha dois espelhos esféricos à mão, você pode adaptar as faces de uma colher como um espelho côncavo e outro convexo. Ao colocar e mover um objeto na frente do talher, você poderá observar as diferenças nas imagens conjugadas.Materiais espelho côncavo (colher) espelho convexo (colher) objeto (lápis) Passo a passo Coloque um objeto (por exemplo, o lápis), a uma boa distância, diante do espelho côncavo. Lentamente, vá aproximando o objeto do espelho até encostá-los. Observe e anote detalhadamente o que ocorre com a imagem nas diferentes posições. Colher fazendo papel de espelho côncavo. Colher fazendo papel de espelho convexo. Responda Escreva no caderno 1. Quando o lápis está afastado do espelho, a imagem é real ou virtual, direita ou invertida? 2. Quando o lápis está próximo ao espelho, a imagem é real ou virtual, direita ou invertida? 3. O que ocorre com o tamanho da imagem ao aproximar o lápis do espelho? 4. Utilize o mesmo objeto e repita as etapas da atividade anterior, fazendo uso do espelho convexo. 5. Compare as anotações feitas durante as duas atividades e relacione-as com algumas aplicações dos espelhos côncavos e convexos, presentes no seu dia a dia. Fotos: Sérgio Dotta Jr/The Next Compartilhe com seus amigos: Espelhos esféricos são sistemas ópticos que possuem a propriedade de refletir a luz. Eles podem aumentar ou diminuir as imagens. Espelhos esféricos são sistemas ópticos com propriedades reflexivas que podem ampliar ou diminuir as imagens, como no caso dos retrovisores dos carros. Eles podem ser côncavos ou convexos a depender da face pela qual optamos na esfera. Dependendo da posição à frente do espelho côncavo, podemos obter diversos tipos de imagens, cujas características podem ser invertida (virada para baixo) ou direita (virada para cima), virtual (formada pelo prolongamento dos raios de luz) ou real (formada pelos raios de luz) e maior, menor ou igual ao tamanho do objeto. Veja também: Espelhos planos — as superfícies que refletem a luz de forma regular Resumo sobre espelhos esféricos
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) O que são espelhos esféricos?Espelhos esféricos são superfícies esféricas lisas e polidas, compostas de vidro transparente e comumente envolvidas por uma película de prata,que podem refletir os raios de luz vindos de diferentes ângulos de incidência. São amplamente utilizados em nosso cotidiano, seja para vermos nosso reflexo ou para observamos objetos atrás de nós, como no caso dos retrovisores. Elementos dos espelhos esféricosExistem alguns elementos geométricos comuns a todos os tipos de espelhos. São eles:
Além dos elementos que estão presentes no eixo principal, temos os elementos usados para referenciar o objeto e a imagem, sendo eles:
Saiba mais: Lentes esféricas — um sistema óptico que refrata a luz visível Características das imagens
Importante: Há também o fato de que a imagem pode ser maior, igual ou menor ao objeto colocado em frente ao espelho (tamanho real). Tipos de espelhos esféricosOs espelhos esféricos são divididos em dois tipos, que são obtidos dependendo da face que selecionamos na esfera.
Nos espelhos côncavos, a face refletiva é a interna. Os espelhos côncavos são muito utilizados na formação de imagens virtuais e ampliadas dos objetos situados próximos a ele. São os espelhos que usamos na aplicação de maquiagem ou para remoção de acnes. Dependendo da localização do objeto no eixo principal, obtemos ou não uma imagem.
Nos espelhos convexos, a face refletida é a externa. Os espelhos convexos são muito utilizados na formação de imagens ampliadas dos objetos, independentemente da sua localização. São usados em estabelecimentos comerciais e no transporte coletivo.
Fórmulas dos espelhos esféricosAs fórmulas para espelhos côncavos e convexos são as mesmas, com exceção do foco, que é positivo para o espelho côncavo e negativo para o espelho convexo. Vale ressaltar que em espelhos esféricos utilizamos o referencial de Gauss, uma vez que ele possibilita saber as posições das imagens e sua nitidez.
Tendo isso em vista, observe as fórmulas dos espelhos esféricos abaixo. → Distância focal e raio de curvatura\(f=\frac{R}{2}\)
→ Equação dos pontos conjugados\(\frac{1}{f}=\frac{1}{p_o}+\frac{1}{p_i}\)
→ Equação do aumento linear transversal\(A=\frac{i}{o}=\frac{-\ p_i}{p_o}=\frac{f}{f-p_o}\)
Leia também: Outros tipos de espelhos utilizados no dia a dia Exercícios resolvidos sobre espelhos esféricosQuestão 1 (Unespar) Considere um espelho esférico côncavo e um objeto colocado entre o foco F e o centro de curvatura C. Considere as características de imagens nas afirmativas a seguir: I. Imagem real e menor que o objeto. II. Imagem virtual e maior que o objeto. III. Imagem real e maior que o objeto. IV. Imagem de cabeça para baixo. V. Imagem sem estar de cabeça para baixo. Assinale a alternativa correta com relação à imagem que será formada: A) As afirmativas I e IV estão corretas. B) As afirmativas II e V estão corretas. C) As afirmativas III e IV estão corretas. D) As afirmativas II e IV estão corretas. E) Todas as afirmativas estão corretas. Resolução: Alternativa C Quando temos um objeto colocado entre o foco e o centro de curvatura, a imagem que obtemos é real, invertida e maior que o objeto. Questão 2 (Udesc) Um lápis foi colocado a 30,0 cm diante de um espelho esférico convexo de distância focal igual a 50,0 cm, perpendicularmente ao eixo principal. O lápis possui 10,0 cm de comprimento. Com base nessas informações, pode-se afirmar que a posição e o tamanho da imagem do lápis são, respectivamente: A) 75,0 cm e -25,0 cm. B) 18,75 mm e -6,25 mm. C) -75,0 cm e 25,0 cm. D) 75,0 cm e 6,25 cm. E) -18,75 cm e 6,25 cm. Resolução: Alternativa E No enunciado, temos que a distância focal é 50 cm, mas como se trata de um espelho convexo, o foco é negativo. Assim, a distância focal na verdade é -50 cm. O comprimento do lápis é 10 cm, e a distância do objeto ao espelho ou posição do objeto é 30 cm. Primeiramente, calcularemos a posição da imagem utilizando a equação dos pontos conjugados: \(\frac{1}{f}=\frac{1}{p_o}+\frac{1}{p_i}\) \(\frac{1}{-50}=\frac{1}{30}+\frac{1}{p_i}\) \(-\frac{1}{50}-\frac{1}{30}=\frac{1}{p_i}\) \(\frac{-3-5}{150}=\frac{1}{p_i}\) \(\frac{-8}{150}=\frac{1}{p_i}\) \(-8\bullet p_i=150\) \(p_i=\frac{150}{-8}\) \(p_i=-18,75\ cm\) Já o tamanho da imagem, calcularemos pela equação do aumento linear transversal: \(\frac{i}{o}=\frac{-\ p_i}{p_o}\) \(\frac{i}{10}=\frac{-\ (-18,75)}{30}\) \(30\bullet i=187,5\) \(i=\frac{187,5}{30}\) \(i=6,25\ cm\) Crédito de imagem [1] Danny Ye / Shutterstock O que ocorre com o tamanho da imagem ao aproximar o lápis do espelho?Resposta: por se encontrarem mesma distância do espelho o objetivo, as imagens conjugadas pelo espelho planos são do mesmo tamanho que seus objetivos.
O que é uma imagem direita?Se a imagem pertencer ao mesmo semiplano do objeto, essa imagem é direita. Se isso não acontecer, a imagem é invertida em relação ao objeto. A imagem será real se for formada pelos raios refletidos e será virtual se for formada pelo prolongamento desses raios refletidos.
Qual o tipo de espelho que produz sempre imagem virtual direita é menor Qualquer que seja a posição do objeto?Podemos concluir que qualquer que seja a posição do objeto AB colocado à frente de um espelho esférico convexo, teremos sempre a formação de um tipo de imagem A'B', isto é, a imagem será: virtual, direita e menor que o objeto, ou seja, menor que o objeto AB.
O que acontece quando aproximamos um objeto de um espelho côncavo?Quando aproximamos um objeto de um espelho côncavo,
sua imagem real aumenta e aproxima-se do espelho.
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