ÓPTICA Espelhos
O espelho plano se caracteriza por apresentar uma superfície plana e polida, onde a luz que é incidida reflete de forma regular. Para obter um bom grau de reflexão, é necessário que a variação do poder refletor com o ângulo de incidência do espelho seja a menor possível. O exemplo mais comum de espelho plano é o vidro, que permite a formação de imagens nítidas. Quando estendemos o braço direito, por exemplo, na frente de um espelho, a imagem refletida estenderá o braço esquerdo, ou seja, refletindo ao contrário. Esse fenômeno é chamado de enantiomorfismo e é uma das características da reflexão de imagens em espelhos planos. Outras características dos espelhos planos são: - a imagem refletida tem o mesmo tamanho do objeto; - cada objeto corresponde a uma imagem; - imagem e objeto não se sobrepõem. Ainda podemos afirmar que no caso dos espelhos planos, o raio incidente, o raio refletido e a normal à superfície se situam no mesmo plano e o ângulo de reflexão e o de incidência possuem a mesma medida.
As principais propriedades de um espelho plano são a simetria entre os pontos objeto e imagem e que a maior parte da reflexão que acontece é regular. Construção das imagens em um espelho plano Para se determinar a imagem em um espelho plano basta imaginarmos que o observador vê um objeto que parece estar atrás do espelho, isto ocorre pois o prolongamento do raio refletido passa por um ponto imagem virtual (PIV), "atrás" do espelho.
DEFINIÇÃO DE OBJETOS E IMAGENS Em óptica geométrica, os termos objeto e imagem possuem significados muito bem definidos. Vamos discuti-los agora, tomando como base o fenômeno da reflexão. Chamamos de objeto o ponto de encontro da direção dos raios incidentes em uma superfície. Se realmente a luz passa por esse ponto, esse objeto é chamado de real. Caso não passe luz por esse ponto, e seja necessário prolongar a direção dos raios de luz, chamamos esse objeto de virtual. No dia a dia, os objetos são, em maioria, reais.
A reflexão da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao seu meio de origem. Os espelhos são os principais instrumentos utilizados com base nesse fenômeno. A reflexão da luz pode ser classificada em dois tipos: Reflexão difusa: Também conhecido como difusão da luz, esse tipo de reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície irregular. reflete. Os raios de luz refletidos propagam-se em várias direções diferentes. A reflexão difusa não forma imagem.
Reflexão Regular ou especular: nesse tipo de reflexão, os raios refletidos ficam paralelos uns aos outros. É esse tipo de reflexão que forma a imagem de superfícies altamente polidas, como os espelhos, metais ou a superfície de um lago. A imagem que se forma nesse tipo de superfície é altamente nítida, porém, ela não pode ser observada de diferentes posições. Pense em um espelho, dependendo da posição que você estiver, não conseguirá ver sua imagem.
Nos espelhos planos, o objeto e a respectiva imagem têm sempre naturezas opostas, ou seja, quando um é real o outro deve ser virtual, portanto, para se obter geometricamente a imagem de um objeto pontual, basta traçar por ele, através do espelho, uma reta e marcar simetricamente o ponto imagem. Espelhos esféricos
Com grande aplicação no dia a dia, o espelho esférico é uma calota esférica que possui uma de suas partes polida e com alto poder de reflexão. Esse espelho pode ser classificado de acordo com a superfície refletora. Se essa for interna, o espelho é côncavo; e se a superfície refletora é a externa, o espelho é convexo. Podemos representar essas duas classificações de espelhos esféricos da seguinte forma:
Os espelhos esféricos, tanto côncavos quanto convexos, são muito utilizados em nosso cotidiano. Nos estojos de maquiagem, nos refletores atrás das lâmpadas de sistema de iluminação e projeção (lanternas e faróis, por exemplo), nas objetivas de telescópios, etc., são utilizados os espelhos esféricos côncavos. Já os espelhos esféricos convexos são utilizados, por exemplo, em retrovisores de automóveis. Observe a gravura abaixo e conheça as características dos espelhos esféricos. C é o centro da esfera; V é o vértice da calota; O eixo que passa pelo centro e pelo vértice da calota é chamado eixo principal. As demais retas que cruzam o centro da esfera são chamadas eixos secundários. O ângulo, que mede a distância angular entre os dois eixos secundários que cruzam os dois pontos mais externos da calota, é a abertura do espelho. O raio da esfera R que origina a calota é chamado raios de curvatura do espelho.
Temos dois tipos de imagem, virtual e real: Imagem virtual: é vista no ponto de encontro dos prolongamentos dos raios refletidos. Imagem real: é vista em um ponto onde realmente passam os raios refletidos Focos dos espelhos esféricos Para os espelhos côncavos pode se verificar que todos os raios luminosos que incidirem ao longo de uma direção paralela ao eixo secundário passam por (ou convergem para) um mesmo ponto F - o foco principal do espelho. É uma imagem REAL.
Espelhos Convexos A imagem nos espelhos convexos sempre será virtual, estará posicionada entre o foco(f) e o vértice(v), será direita e o seu tamanho será menor que o objeto. No caso dos espelhos convexos é a continuação do raio refletido é que passa pelo foco. Tudo se passa como se os raios refletidos se originassem do foco.
Os espelhos convexos são bastante utilizados nos retrovisores direito dos carros, pois diminui a imagem para que caibam mais imagens no espelho, dando assim uma ampla visão.
Refração da luz Quando a luz incide numa superfície de separação (é a superfície que separa dois meios diferentes). A água separa o ar da água. Quando o feixe de luz incide na água, a velocidade da luz e o comprimento de onda mudam, mas a frequência continua a mesma. Exemplo: Um laser vermelho que incide na água, continua sendo vermelho, ou seja, mantém a frequência (cor da luz).