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versªo pr eliminar leituras de física GREF para ver, fazer e pensar óptica

18. Espelhos planos 19. Espelhos esfØricos 20. Defeitos da visªo

21. As lentes esfØricas 2. Os instrumentos ópticos

Leituras de Física Ø uma publicaçªo do

GREF - Grupo de Reelaboraçªo do Ensino de Física Instituto de Física da USP

Anna Cecília Copelli Carlos Toscano Dorival Rodrigues Teixeira Isilda Sampaio Silva Jairo Alves Pereira Joªo Martins Luís Carlos de Menezes (coordenador) Luís Paulo de Carvalho Piassi Suely Baldin Pelaes Wilton da Silva Dias Yassuko Hosoume (coordenadora)

ILUSTRA˙ÕES: Fernando Chuí de Menezes

MÆrio Kano

GREF - Instituto de Física da USP rua do Matªo, travessa R, 187 Edifício Principal, Ala 2, sala 305 05508-900 Sªo Paulo - SP fone: (011) 818-7011fax:(011) 818-7057 financiamento e apoio: ConvŒnio USP/MEC-FNDE

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junho de 1998

18 Espelhos planos

Agora vamos começar a estudar a Óptica GeomØtrica

Para construirmos as imagens formadas em espelhos planos, precisamos conhecer trŒs regras.

A primeira delas vocŒ jÆ viu, quando montou sua câmara escura. A imagem se formou no papel vegetal porque a luz se propagou atravØs do orifício em linha reta. A sombra de um objeto se forma porque a luz tangencia as extremidades dele, evitando que a luz faça uma curva para iluminar do outro lado. Os eclipses do sol e da lua tambØm ocorrem devido a este fato, que pode ser enunciado assim:

1” Em um meio homogŒneo e isotrópico, a luz se propaga em linha reta.

Quando vocŒ vai em espetÆculos de rock, deve ter reparado (claro, naquele silŒncio, vocŒ fica tªo concentrado que percebe tudo que acontece ao redor) que a luz de um holofote nªo muda o caminho da luz de outro holofote. Ou quando duas lanternas sªo acesas, o facho de uma lanterna nªo interfere no outro. Para facilitar, os físicos costumam chamar a trajetória percorrida pela luz de raio de luz:

2” Quando dois ou mais raios de luz se cruzam, seguem sua trajetória, como se os outros nªo existissem.

TambØm deve ter observado, que quando olha alguØm pelo espelho, estÆ pessoa tambØm o vŒ. Isto só acontece porque os raios de luz sªo reversíveis, isto Ø, tanto podem fazer o percurso vocŒ-espelho-alguØm, como alguØm-espelho-vocŒ:

3” A trajetória da luz independe do sentido do percurso.

Atividade 1: olhe para um espelho, de preferŒncia grande.

Como aparece sua imagem?

Levante o braço esquerdo. Que braço a sua imagem levantou?

Compare esta imagem com a que vocŒ viu na câmara escura. Quais as semelhanças e diferenças?

Por que acontecem estas semelhanças e diferenças?

Atividade 2: fique em frente de um espelho. Agora afaste-se um passo.

O que aconteceu com o tamanho da sua imagem?

O que aconteceu com o tamanho dos objetos que estªo atrÆs de vocŒ?

Imagine que vocΠsaia correndo - de costas para continuar olhando sua imagem. O que aconteceria com sua imagem?

A que velocidade ela se afasta de vocŒ? E do espelho?

18Espelhos planos Refletindo

Por que, quando olhamos para um espelho, para uma superfície tranqüila de Ægua, para um metal polido ou nos olhos da(o) amada(o), vemos nossa imagem refletida e, quando olhamos para outras coisas, vemos essas coisas e nªo a nossa imagem?

Quando a superfície refletora Ø bem plana e polida, a luz incidente muda de direçªo, mas se mantem ordenada. Isto, que acontece quando vemos nossa imagem refletida, Ø chamado reflexªo regular.

Quando a superfície Ø irregular, rugosa, a luz volta de maneira desordenada; entªo temos uma reflexªo difusa. Neste caso, em vez de vermos nossa imagem, vemos o objeto.

O tamanho da imagem

Quando vocŒ era criança e leu "Alice no País dos Espelhos" ficou pensando na possibilidade de "entrar em um espelho". VÆrios filmes de terror tratam deste tema: os espelhos estªo sempre ligados a outras dimensıes, "mundos paralelos", ao mundo da magia. Pergunta: onde se forma a imagem?

Na câmara escura, a imagem da chama da vela formava-se no papel vegetal. VocŒ poderia aproximar ou afastar o papel vegetal para focalizar a imagem. No caso de um espelho plano, Ø impossível captar uma imagem em um anteparo. Dizemos que esta Ø uma imagem virtual.

Uma imagem Ø virtual quando dÆ a impressªo de estar "atrÆs" do espelho. Uma criança quando engatinha ou um cachorrinho, vªo procurar o companheiro atrÆs do espelho.

E a distância da imagem? Primeiro devemos escolher um referencial, que nªo deve ser o observador, pois este pode mudar de lugar. Utilizamos o próprio espelho como referencial. Assim, a distância da imagem ao espelho Ø igual à distância do objeto ao espelho.

do = d i

Reflexªo regular

Quando vocŒ levanta seu braço direito, a imagem levanta o braço esquerdo?

Reflexªo difusa

Se vocŒ estiver olhando sua própria imagem, vocŒ serÆ o objeto e o observador, mas na maioria das vezes o objeto e o observador sªo personagens distintos.

Uma vez definido o referencial, o tamanho da imagem Ø sempre igual ao tamanho do objeto. É como se objeto e imagem estivessem equidistantes do espelho.

o = i

Representaçªo da Imagem

Com estas informaçıes Ø fÆcil representar a imagem de qualquer objeto. Basta traçar uma perpendicular ao espelho, passando pelo objeto, um relógio na parede oposta, por exemplo, e manter as distâncias iguais.

Se a posiçªo do objeto nªo mudar, a posiçªo da imagem tambØm permanecerÆ a mesma. Enxergar ou nªo o relógio dependerÆ da posiçªo do observador.

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