10/11/2014 PROF. ROBINSON PROF. ROBINSON FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA, CAMPUS DE JI-PARANÁ, DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE JI-PARANÁ DEFIJI
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- Neuza Santarém Olivares
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1 FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA, CAMPUS DE JI-PARANÁ, DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE JI-PARANÁ DEFIJI DISCIPLINA DE FÍSICA EXPERIMENTAL II SEMESTRE 2014/2 LABORATÓRIO 5: LEIS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA (ESPELHOS PLANOS) PROF. ROBINSON FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA, CAMPUS DE JI-PARANÁ, DEPARTAMENTO DE FÍSICA DE JI-PARANÁ DEFIJI SEMESTRE UNIDADE 1: NATUREZA DA LUZ, LEIS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA (ESPELHOS PLANOS) PROF. ROBINSON 1
2 OBJETIVO DESTA AULA O acadêmico é compreender a construção de imagens formadas por espelhos planos O QUE SABEMOS DO CONCEITO DE LUZ? A luz envolve grandezas físicas como: cor (frequência), brilho (amplitude) e polarização (ângulo de vibração). Avelocidadedaluzéde3x10 8 m/s Oqueéano-luz? A luz se comporta como onda e partícula. Comportamento conhecido como dualidade ondapartícula. 2
3 ÓPTICA GEOMÉTRICA ÓPTICA ÓPTICA ONDULATÓRIA ÓPTICA QUÂNTICA Fontes Primárias (luminosos) Corpos que produzem a própria luz. Fontes de Luz Fontes Secundárias (iluminados) Corpos que apenas refletem a luz. 3
4 ÓPTICA GEOMÉTRICA NO COTIDIANO ECLIPSE SOLAR 4
5 ECLIPSE SOLAR COMO PODEMOS MEDIR A ALTURA DE UM PREDIO? Em que horário podemos fazer as medições envolvidas? Quanto tempo deve demorar a toma de dados? 5
6 REFLEXÃO EM ESPELHOS PLANOS Os raios incidente e refletido e a normal a superfície no ponto de incidência pertencem ao mesmo plano e tem-se: 1 = 2 2 OBSERVAÇÕES As direções dos raios refletidos intersectamse todas num ponto situado atrás do espelho. Assim, os raios refletidos parecem, aos olhos de um observador, ter origem nesse ponto. Por geometria simples ou a trigonometria concluímos que a distancia objeto é igual a distancia imagem. 6
7 PROPRIEDADES DA IMAGEM REFLETIDA EM ESPELHOS PLANOS Considerando a convenção de sinais. POSIÇÃO: = AMPLIAÇÃO TRANSVERSAL: ORIENTAÇÃO: Imagem direita = NATUREZA: Imagem virtual COMO CONSTRUÍMOS A IMAGEM COM ESPELHOS PLANOS? 7
8 IMAGEM DE UMA GARRAFA FORMADA NO ESPELHO PLANO COMO CONSTRUÍMOS A IMAGEM COM ESPELHOS PLANOS? 8
9 EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO Quem, através do espelho consegue enxergar joãozinho? EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO Depois de deslocar o espelho uma distancia d, determine o deslocamento Z da imagem 9
10 Física Experimental: LEIS DA ÓTICA GEOMETRICA LEI DA REFLEXÃO (ÂNGULO DE INCIDÊNCIA É IGUAL AO ÂNGULO REFLETIDO) 1. Coloque o espelho plano no centro do disco ótico de modo a interceptar o feixe de luz. 2. Gire o disco de modo que o ângulo de incidência i forme um ângulo de 20 o com a reta normal N ao espelho, no ponto de incidência. Observe o raio refletido r e o ângulo formado por este raio e a normal. 3. Proceda como no item anterior e complete a tabela abaixo. 4. Qual a relação entre o ângulo de incidência e o de reflexão? 5. Em que plano se encontram o raio incidente, o raio refletido e a reta normal? Ângulo de incidência Ângulo de reflexão 6. Anote suas observações e discuta seus resultados. 0o 20º 40º 60º LEI DA REFLEXÃO (DISTANCIA OBJ-ESP É IGUAL A DISTANCIA ESP-IMAG) 1. Coloque o espelho plano sobre uma régua. Coloque na frente do espelho um objeto. Visualize a imagem e sobre ponha sobre ela outro objeto. Determine a distancia objeto espelho e distancia imagem espelho. 2. Repita essa experiência para outra distancias, QUESTÕES 1) Determine a relação entre as posições do objeto, do espelho, da imagem formada e do observador? 2) Faça variações independentes das posições do objeto, da placa e do observador. O que ocorre com a posição da imagem em cada situação? 3) A partir de esquemas de raios luminosos emitidos pelo objeto, represente geometricamente a formação da imagem obtida por um espelho plano e demonstre a relação de simetria existente entre objeto e imagem no que se refere a seus tamanhos e distâncias em relação ao plano do espelho. Compare com os dados experimentais. 4) Demonstre as propriedades de translação de um espelho plano, a saber, que a velocidade com que um observador se aproxima do espelho equivale à metade da velocidade com que a imagem dele se aproxima. 6) Enuncie as duas leis da reflexão. 10
11 APLICAÇÃO COM DOIS ESPELHOS PLANOS Exemplo para espelhos com ângulo de abertura de Para diferentes ângulos de abertura dos espelhos determine o numero de imagens Ângulo de abertura entre os espelhos 30º 45º 60º 90º Número de imagens formadas 2. Faça o desenho mostrando a construção das imagens dos dois espelhos planos para cada caso. Bibliografia 1) HALLIDAY, D., RESNICK, R. e WALKER, J.; Fundamentos de Física Volume 3 4 a Edição; Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.. 2) NUSSENZVEIG, H. M.; Curso de Física Básica Volume 3; 3 a Edição; Editora Edgard Blücher Ltda.. 3) SEARS, W., ZEMANSKY, F., YOUNG, H. D., FREEDMAN, R. A.; Física III; 10a Edição; Pearson Education do Brasil. 11
12 12
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