FÍSICA IV ÓPTICA GEOMÉTRICA. Daniel C. Zanotta

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Thomas Aranha Marroquim
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1 FÍSICA IV ÓPTICA GEOMÉTRICA Daniel C. Zanotta Ju/2018

2 IMAGEM (I) DE UM OBJETO REAL (O) visalisada por um observador através de um espelho plano: O Objeto I Imagem p distância do objeto q distância da imagem p e q são sempre iguais

3 ESPELHO: Vidro Prata ou Alumínio polido

4 TIPOS DE SUPERFÍCIES REFLECTORAS: Reflexão Especular (de espelho) Reflexão Difusa

5 TIPOS DE SUPERFÍCIES REFLECTORAS: Reflexão Especular Reflexão Difusa

6 É possível usar regras geométricas simples para definir como uma imagem será mostrada em um espelho plano. Apesar de milhões de raios de luz deixarem cada ponto do objeto, nós precisamos seguir apenas dois deles para determinar onde a imagem será formada. Um deles começa no ponto P, segue um caminho horizontal até o espelho e é refletido de volta pelo mesmo caminho. O segundo raio segue uma direção inclinada PR e reflete como é mostrado, de acordo com a lei da reflexão. O observador na frente do espelho deve prolongar o traçado dos dois raios através do espelho para determinar o ponto P onde o ponto P aparece atrás do espelho. É possível concluir que a imagem formada pelo objeto colocado em frente ao espelho está à mesma distância do espelho que a sua reflexão atrás do espelho. A geometria dessa situação nos permite também definir uma relação chamada de Magnificação (M), que compara os tamanhos dos objetos real e o refletido.

7 C

8 C

9 C

10 ESPELHO CONCAVO C

11 ESPELHO CONCAVO C F

12 ESPELHO CONVEXO F C

13 HOLOFÓTES

14 ESPELHO CONVEXO

15 ESPELHO CONCAVO

16 FORMAÇÃO DE IMAGENS Apesar de milhões de raios de luz deixarem cada ponto do objeto, as imagens são construídas a partir dos raios notáveis. Nestes exemplos apenas dois raios são tidos como importantes para se definir a formação das imagens: 1. um raio que incide paralelo ao eixo principal e se reflete passando pelo foco e 2. um raio que incide no vértice e reflete-se simétrico ao raio incidente.

17 FORMAÇÃO DE IMAGENS Apesar de milhões de raios de luz deixarem cada ponto do objeto, as imagens são construídas a partir dos raios notáveis. Nestes exemplos apenas dois raios são tidos como importantes para se definir a formação das imagens: 1. um raio que incide paralelo ao eixo principal e se reflete passando pelo foco e 2. um raio que incide no vértice e reflete-se simétrico ao raio incidente.

18 ESPELHO CONCAVO Objeto localizado antes do centro da curvatura (c):

19 ESPELHO CONCAVO Objeto localizado no centro da curvatura (c):

20 ESPELHO CONCAVO Objeto localizado entre centro da curvatura (c) e o foco (F):

21 Objeto localizado no foco (F): ESPELHOS ESFÉRICOS ESPELHO CONCAVO

22 ESPELHO CONCAVO Objeto localizado entre o foco (F) e o vértice (V):

23 ESPELHO CONVEXO Em qualquer posição que o objeto estiver:

24 EQUAÇÕES f d d i o i d A i o d o Devido à natureza dos sinais, a distância entre o objeto e a imagem em espelhos será sempre dada por: do di, já que quando a imagem é virtual (do outro lado do espelho), di é negativo.

26 DICA: Experimente fazer alguns experimentos com uma colher de sopa ou uma concha polida. Ela pode servir como um espelho côncavo e convexo.

27 EXEMPLO: Um garoto de 1,5 m de altura, coloca-se sobre o eixo principal de um espelho côncavo, cujo foco está a 5 m do vértice. A distância entre o garoto e o espelho é de 3 m. Determine a distância e a altura da imagem projetada do garoto por esse espelho.( di=-7,5; i=3,75)

28 EXEMPLO: Na frente de um espelho convexo, sobre seu eixo principal e a 2 m de seu vértice, é colocado um vaso 50 cm altura. Observa-se que a imagem do vaso fica atrás do espelho e reduzida à metade da altura do vaso. Determine: a) A distância focal do espelho(-2m); b) a posição da imagem do vaso (-1m).

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