Unidade 1 SOM E LUZ. Ciências Físico-químicas - 8º ano de escolaridade. Reflexão da Luz e Espelhos. Objetivos. Unidade 1 Som e Luz

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1 Ciências Físico-químicas - 8º ano de escolaridade Unidade 1 SOM E LUZ Reflexão da Luz e Espelhos Objetivos Interpretar e reconhecer a importância da reflexão e difusão da luz. Distinguir e reconhecer a aplicabilidade das diferentes características das imagens fornecidas pelos vários tipos de espelhos. Reconhecer a propagação retilínea da luz e a utilização do conceito de raio luminoso; Conhecer as leis da refração; Distinguir entre reflexão regula ou especular e reflexão difusa ou irregular; Caraterizar as imagens obtidas por espelhos planos; Indicar algumas aplicações dos espelhos curvos; Identificar espelhos côncavos e espelhos convexos. 2 1

2 Tal como o som, a luz pode ser refletida, refratada ou transmitida e absorvida, conforme as caraterísticas dos corpos ou materiais em que incide. Quando a luz incide numa superfície polida como um espelho, ocorre o fenómeno da reflexão regular da luz. Quando a luz incide numa superfície não polida, ocorre a reflexão irregular ou difusão da luz. Um feixe paralelo de luz incidente origina um feixe Um feixe paralelo de luz incidente origina um feixe de também paralelo de luz refletida, praticamente luz refletida em diferentes direções um feixe difuso e com a mesma intensidade. com menor intensidade de iluminação. 3 Os espelhos são superfícies polidas que refletem regularmente a luz. Na reflexão regular da luz, o ângulo de incidência é sempre perpendicular ao ângulo de reflexão. A reflexão da luz origina as imagens que observamos quando olhamos para um espelho ou para a superfície da água em repouso. As direções do raio incidente e do raio refletido obedecem a duas leis chamadas Leis da reflexão. Os raios incidente e refletido, bem como a normal (n) à superfície refletora no ponto de incidência (P), estão todos no mesmo plano; O ângulo de incidência (Î) é igual ao ângulo de reflexão ( ). rˆ 4 2

3 Leis da reflexão 1- Sempre que um raio de luz incide numa superfície refletora, é possível prever em que direção será refletido, se soubermos as Leis da Reflexão. Considera um raio de luz que incide num espelho: 2- Para prever a direção do raio refletido, devemos: - Traçar uma linha normal (perpendicular) ao espelho no ponto de incidência da luz Com o transferidor, medir o ângulo entre o raio incidente e a linha normal Agora só falta traçar o raio refletido... 5 Leis da reflexão Os ângulos de incidência e de reflexão são medidos relativamente à linha perpendicular à superfície de incidência O raio reflectido estará do outro lado da linha normal e, em relação à normal, terá o mesmo ângulo que o raio incidente... Assim, podemos escrever as seguintes leis - as Leis da Reflexão -, que se aplicam a todos os casos em que ocorre a Reflexão da Luz. As Leis da Reflexão 1.ª Lei - O raio incidente, o raio reflectido e a normal ao espelho no ponto de incidência estão no mesmo plano; 2.ª Lei - O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. 6 3

4 Aplicação das Leis da Reflexão As leis da reflexão podem sempre ser utilizadas para prever o trajecto do raio reflectido, em qualquer situação Ao ser reflectido, o raio de luz muda de direcção;... muda de sentido. Ao ser reflectido, o raio de luz não muda de direcção;... muda de sentido. A luz reflete-se quando embate numa superfície. Se a superfície for lisa e polida, dizemos que ocorre uma reflexão especular ou regular; se for rugosa e com irregularidades, ocorre uma reflexão difusa ou difusão. 7 Os espelhos Os espelho são superfícies refletoras por excelência. Os espelhos podem ter uma superfície metálica polida ou um simples vidro preto. Um espelho pode ainda ser um vidro, com um fundo revestido a prata (ou com outro material que seja bom refletor). Os espelhos podem ser planos ou esféricos (côncavos ou convexos) Os espelhos curvos distorcem as imagens; Podem ser: côncavos, se a superfície polida é a interior; Convexos, se a superfície polida for a superfície exterior. 8 4

5 Os espelhos Existem dois tipos de imagens: Imagens virtuais parecem estar atrás do espelho, já que os raios que chegam ao olho vêm desta direcção. Este tipo de imagem existe apenas no cérebro, embora pareça existir no mundo real. Imagens reais podem ser produzidas numa superfície, como num monitor ou numa tela de cinema. Podemos ver uma imagem real, pois neste caso a existência da imagem não depende da presença de espectadores. Os espelhos planos, são como os que temos em casa, para nos ajudar a pentear ou vestir. Quando queremos ver objetos por meio de sistema de espelhos (ou lentes), precisamos de saber que tipo de imagens se formam. A imagem pode ser real ou virtual. 9 Os espelhos planos Por observação da nossa imagem num espelho plano, apercebemo-nos de certas caraterísticas: A imagem é simétrica, com reversão frente/costas: a frente fica mais próxima do plano do espelho, virada para nós, e as costas mais longe. No entanto, o esquerdo e o direito da imagem são opostos aos do objeto. A imagem é real quando os raios convergem num ponto da imagem, e esta pode ser projetada num alvo. A imagem obtida num espelho (ou através de uma lente) diz-se virtual se não pode ser projetada num alvo, e os raios não convergem num ponto da imagem. A imagem obtida é virtual, parece formar-se atrás do espelho;... é direita e do mesmo tamanho do objeto;...forma-se à mesma distância do espelho que o objeto;... simétrica do objeto em relação ao espelho. As imagens obtidas com espelhos planos são virtuais, simétricas, direitas, do mesmo tamanho, e estão à mesma distância do objeto relativamente ao plano do espelho. 10 5

6 Os espelhos Esféricos ou curvos Os espelhos esféricos podem ser representados esquematicamente através: da sua secção principal, que neste caso é um arco de circunferência; do centro de curvatura (C), que é o centro da esfera a que pertence o espelho; do raio de curvatura, raio da esfera ao qual pertence o espelho, se passar pelo centro ou vértice (V) do espelho, pertence ao eixo principal. O foco principal é o ponto onde convergem os raios luminosos que incidem no espelho esférico côncavo paralelamente ao eixo principal, ou os prolongamentos desses raios, no caso dos espelhos esféricos convexos. 11 Os espelhos Esféricos ou curvos Os espelhos convexos fazem divergir os raios luminosos que neles incidem. Se os prolongarmos, eles cruzam-se num ponto imaginário chamado foco (foco virtual). São designados espelhos divergentes. Permitem um maior campo de visão. São usados em interseções de estradas; nos retrovisores dos automóveis; As imagens obtidas neles são virtuais, direitas e sempre menores que o objeto Os espelhos côncavos permitem uma maior convergência dos raios luminosos que neles incidem. Os raios refletidos cruzam-se num foco, que agora é real. São designados de espelhos convergentes. São utilizados nos faróis dos automóveis, para melhorar as condições de iluminação; As carateristicas das imagens obtidas em espelhos côncavos dependem da distância a que o objeto se encontra do espelho. 12 6

7 Os espelhos Esféricos ou curvos Nos espelhos esféricos, como espelhos que são, a luz quando atinge a sua superfície polida sofre reflexão, segundo as leis da reflexão. No caso dos espelhos CÔNCAVOS, os feixes de luz que incidem paralelamente ao eixo principal convergem para um ponto, foco real, a meia distância do centro de curvatura e do vértice. No caso dos espelhos CONVEXOS, o ponto de convergência dos raios luminosos não é real, foco virtual.. Este resulta do prolongamento dos raios refletidos, situando-se este foco também a meia distância entre o centro de curvatura e o vértice. 13 Características das imagens obtidas por espelhos esféricos As imagens obtidas por espelhos esféricos dependem da curvatura do espelho e da distância a que o objecto se encontra do espelho. É possível saber de que se trata por análise das características da imagem que se forma. Os espelhos côncavos produzem imagens: reais, invertidas e menores do que o objecto, se este se encontra muito longe do espelho; reais, invertidas e maiores do que o objecto, se este se encontra entre o centro e o foco o espelho; virtuais, direitas e maiores do que o objecto, se este se encontra entre o espelho e o foco. 14 7

8 Caraterísticas das imagens obtidas por espelhos esféricos Os espelhos convexos produzem imagens: virtuais, direitas e menores do que o objecto, qualquer que seja a distância a que o objecto se encontra do espelho. 1) Se o objeto estiver muito afastado do espelho: a imagem é real, invertida e menor do que o objeto. 2) Se o objeto estiver próximo do espelho: entre o centro de curvatura e o foco, a imagem é real, invertida e maior do que o objeto. 3) Se o objeto estiver muito próximo, entre o espelho e o foco, a imagem é virtual, direita e maior do que o objeto. As imagens obtidas com espelhos côncavos dependem da distância a que os objetos se encontram do espelho. 15 Caraterísticas das imagens obtidas por espelhos esféricos 16 8

9 O que é o albedo? O albedo indica, em Astronomia, a percentagem de luz solar refletida por um planeta no espaço. O albedo da Terra é 30%, o que significa que só 70% da luz solar é absorvida pelo planeta. O albedo de um planeta depende da atmosfera e da composição da sua superfície. Diferentes superfícies refletem a luz solar de modo diferente. Quanto mais luz a superfície refletir menos luz será absorvida e menos essa superfície aquecerá. 17 Bibliografia: Manual adotado;

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