FÍSICA - Tomás ESPELHOS PLANOS ÓPTICA

Transcrição

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2 CONCEITOS BÁSICOS LUZ Energia radiante que se propaga no espaço através de ondas eletromagnéticas e que sensibiliza nossa visão. C = km/s = m/s Raio de luz - Segmento de reta que representa a direção e o sentido de propagação da luz.

3 Feixes de luz Conjuntos de raios de luz.

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7 Princípios da Óptica Geométrica Princípio da propagação retilínea Nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta.

8 Outros fatos que comprovam o princípio da propagação retilínea da luz são a ocorrência de eclipses e a formação de imagens em câmaras escuras de orifício.

9 Um objeto opaco próximo de uma fonte pontual receberá uma parte da luz proveniente da fonte. No entanto, haverá uma parte do objeto, oposta à fonte, que não receberá luz e ficará escura. Essa região do objeto que não recebe os raios luminosos é denominada sombra.

10 Se em vez de uma fonte pontual utilizamos uma fonte extensa de luz para iluminar o objeto, notamos que, no contorno externo da região da sombra projetada, surge uma região parcialmente iluminada. A essa região onde a iluminação é apenas parcial damos o nome de penumbra projetada.

11 ECLIPSES Quando a Lua está entre o Sol e a Terra, e o cone de sombra por ela formado interceptar uma região da superfície terrestre,aí ocorrerá o desaparecimento do Sol(eclipse).

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13 Princípio da independência dos raios de luz Quando dois ou mais raios de luz se cruzam, cada um segue o seu caminho como se os demais não existissem.

14 Princípio da reversibilidade dos raios de luz

15 FENÔMENOS ÓPTICOS Reflexão REFLEXÃO REGULAR- A luz incide em S e retorna ao meio regularmente.ocorre em superfícies lisas,polidas.ex: Espelho,metais polidos.

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18 REFLEXÃO DIFUSA A luz incide em S e retorna ao meio irregularmente.ocorre em superfícies ásperas, rugosas.ex: Quadro,carteira. REFRAÇÃO - A luz incide em S e passa a se propagar no outro meio.ex: ar/água;ar /vidro. S S

19 Absorção - A luz incide em S e não se reflete e nem se refrata,sendo absorvida por S, aquecendo-a. S Energia luminosa Energia térmica

20 Câmara Escura de Orifício H h D d H D = h d

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22 01.(UESB) Em uma câmara escura de orifício, construída artesanalmente para tirar fotografias, a distância entre o orifício e a parede interna na qual se prende o filme fotográfico é igual a 5cm. Sabendo-se que o filme tem altura de 20cm, pode-se afirmar que a distância mínima, em centímetros, em relação à câmara, em que uma pessoa de 1,8m de altura deve se posicionar, para que se obtenha uma fotografia de corpo inteiro, é igual a 01) ) ) 90 04) 45 05) 30

23 RESOLUÇÃO H h 180cm 20cm = = D d D 5cm 2D = 90 D = 45cm

24 A COR DE UM CORPO LUZ BRANCA AO INCIDIR NUM PRISMA

25 VERMELHA ALARANJADA LUZ BRANCA AMARELA VERDE AZUL ANIL VIOLETA

26 A COR DE UM CORPO É NA VERDADE RESULTADO DA LUZ QUE ELE REFLETE. LUZ BRANCA LUZ BRANCA LUZ BRANCA LUZ VERMELHA CORPO VERMELHO LUZ AMARELA CORPO AMARELO LUZ BRANCA CORPO BRANCO LUZ BRANCA CORPO PRETO

27 01.(UESB) Colocada em um quarto completamente escuro, que, em seguida, é iluminado com luz monocromática vermelha, uma bandeira do Brasil apresentará as cores 01) verde, amarela, azul e branca 02) verde, amarela, azul e vermelha 03) vermelha, preta e branca 04) vermelha e preta 05) vermelha e branca

28 Leis da Reflexão

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30 Espelho Plano Superfície plana,polida e de alto poder refletor. Propriedades dos Espelhos Planos

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33 Eqüidistância em relação ao espelho Objeto e imagem tem naturezas opostas

34 A IMAGEM CONJUGADA POR UM ESPELHO PLANO É VIRTUAL,DIREITA, EQUIDISTANTE, SIMÉTRICA E DE MESMO TAMANHO DO OBJETO. I O o i Características Virtual Direita Igual Simétrica Oposta do = di ho = hi do di

35 Campo Visual

36 Associação de Espelhos Planos Onde: N = nº de imagens α = Ângulo entre os espelhos

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38 01. (FBDC)O ângulo que dois espelhos planos devem manter entre si para que sejam formadas 71 imagens de um determinado objeto é (A) 5. (B) 11. (C) 20. (D) 23. (E) 35

39 Espelhos Esféricos

40 Espelhos Esféricos Os espelhos esféricos são calotas esféricas polidas. Côncavo Polido por dentro Convexo Polido por fora

41 Espelhos Esféricos Elementos E.S. C α. F R V E.P. Centro de Curvatura (C): É o centro da superfície esférica. Raio de Curvatura (R): É o raio da superfície esférica. Vértice (V): É o pólo da calota esférica. Eixo Principal (E.P.): É a reta definida pelo centro de curvatura e pelo vértice. Foco (F): É um ponto que se encontra no ponto médio entre o centro e o vértice.

42 Focos dos Espelhos esféricos Nos espelhos esféricos quando um feixe de raios luminosos incide paralelamente ao eixo principal, as direções dos raios refletidos passam, necessariamente, por um mesmo ponto do eixo principal denominado Foco Principal ( F ). C F F C Espelho côncavo Foco Real Espelho convexo ESPELHOS Foco Virtual PLANOS

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44 Raios Notáveis Esp. côncavo Esp. convexo C F V V F C Todo O raio de luz que incide na direção sobre luz que paralelo do centro o vértice O raio de luz que incide na direção ao do foco eixo de reflete principal curvatura simetricamente reflete-se sobre paralelo na direção si em mesmo relação ao eixo aodo eixo foco principal principal

45 Formação das Imagens Espelho côncavo 1. Objeto real situado no infinito O I C F V Imagem: Real em F

46 2. Objeto real situado antes do centro de curvatura. O C F V I Imagem: real, invertida e menor Entre C e F

47 3. Objeto real situado sobre o centro de curvatura. O I C F V Imagem: real, invertida e igual em C

48 4. Objeto real situado entre o centro e o foco. O I C F V Imagem: real, invertida e maior Depois de C

49 5. Objeto real situado sobre o foco. O C F V I Imagem: imprópria No infinito

50 6. Objeto real situado entre o foco e o vértice. O I C F V Imagem: Virtual, direita e maior atrás do espelho

51 Formação das Imagens Espelho Convexo Objeto real na frente do espelho O I V F C Imagem: Virtual, direita e menor atrás do espelho

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53 Prédio reflete luz do sol

54 EQUAÇÕES Equação de Gauss 1 fo fo - distância focal; do - distância objeto-lente; di - distância imagem-lente; Equação do Aumento linear transversal Hi di 1 1 A = = - = + Ho do di do f A = o f - d Ho - tamanho do objeto; Hi - tamanho da imagem. o o

55 Espelho Côncavo f + Convexo f - Imagem Real (Di+) Invertida (Hi -) Virtual (Di -) Direita (Hi +)

56 PSIU!!! Toda imagem real é invertida e toda imagem virtual é direita. Somente o espelho côncavo conjuga imagens reais. Apenas as imagens reais podem ser projetadas em anteparos(telas). A imagem virtual do espelho côncavo é sempre maior que o objeto. O espelho convexo conjuga uma única imagem e esta é sempre virtual,direita e menor que o objeto.

57 01.Um telescópio refletor utiliza um espelho esférico côncavo como objetiva. A imagem de uma estrela distante, conjugada pela objetiva do telescópio, é formada A) entre o foco da objetiva e o centro de curvatura. B) entre o foco da objetiva e o vértice do espelho. C) além do centro de curvatura. D) no centro de curvatura. E) no foco da objetiva.

58 02.Uma pequena vela acesa está apoiada sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo, situado entre o centro de curvatura e o foco do espelho. Na aproximação de Gauss, a imagem vista por um observador diante do espelho é a) virtual, direita e maior que a vela b) real, invertida e maior que a vela c) real, invertida e menor que a vela d) virtual, direita e menor que a vela e) real, invertida e do mesmo tamanho da vela

59 03.Espelhos esféricos podem ser utilizados para diversos fins: por exemplo, ampliar o campo visual para facilitar a segurança dos estabelecimentos ou para ampliar as dimensões das imagens. Diante de um espelho esférico, um homem fica situado a 2,0m do vértice e visa a sua imagem direita e ampliada três vezes. A distância focal do espelho, em metros, e a sua natureza correspondem, respectivamente, a a) 3,0 e convexo b) 6,0 e côncavo c) 3,0 e côncavo d) 3,0 e convexo e) 1,5 e côncavo

60 04.(UESB) Um objeto de 6,0cm de altura está situado a uma distância de 30,0cm de um espelho convexo. Considerando-se o raio de curvatura do espelho igual a 40,0cm, é correto afirmar que o tamanho da imagem formada por esse espelho é igual, em cm, a 01) 2,0 02) 2,2 03) 2,4 04) 2,8 05) 3,0 Dados : Ho = 6cm Do = 30cm Esp. convexo( f ) R = 40cm R 40 f = = 2 2 f = 20cm

61 = + = f Di Do Di = + = 20 Di 30 Di = Di = = 12cm Di Hi Di Hi ( 12) = = Ho Do Hi = 5 Hi = 2, 4cm

62 05.(UESC) Utilizou-se uma bola de árvore de natal com 3,0cm de raio, espelhada, para visualizar a imagem de um objeto que se encontra a 6,0cm da superfície da bola e mede 5,0cm de altura. Considerando-se a superfície da bola um espelho esférico gaussiano, a abscissa da imagem, medida em mm, é igual a 01) 12,0 02) 6,0 Dados : ) 6,0 = + 04) 12,0 Bola Esp. convexo( f ) f Di Do 05) 18,0 R = 3cm = + 3 1, 5 Di 6 f = = 1, 5cm = = Do = 6cm Di 6 6 Ho = 5cm Di = 1, 2cm = 12mm