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Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 1 - Módulo VII –Reflexão e Expelhos Planos Reflexão Regular e Leis da Reflexão: Reflexão regular é o fenômeno óptico que ocorre quando a luz, ao incidir em uma superfície S que separa dois meios, volta ao meio original, de forma regular obedecendo as leis da reflexão. Duas leis regem a reflexão regular. Na figura 1 : • A reta (N) normal é perpendicular à superfície S. • O ângulo (i) é formado por Ri e N. • O ângulo (r ) é formado por N e Rr . A figura 2 representa esquematicamente a figura 1. A figura 3 representa o caso particular da incidência normal ( i = 0o = r). ESPELHO PLANO: é aquele em que a superfície S anteriormente descrita é plana. Em geral, são feitos de superfície metálica bem polida. Usualmente, se usa uma placa de vidro onde se deposita uma camada fina de prata (ou alumínio) numa das faces – a outra é o espelho. 1a Lei: O raio incidente (Ri), a normal (N) e o raio refletido (Rr ) estão contidos num mesmo plano (são coplanares). 2a Lei: O ângulo de incidência (i) é congruente ao ângulo de reflexão (r ) (são iguais na medida). Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 2 - Imagem de Um Objeto Pontual: Uma fonte puntiforme A ( primária ou secundária), colocada à frente de um espelho plano, forma uma imagem A’ que pode ser vista pelo observador, pois o raio refletido chega ao seu globo ocular. Por construção o ponto objeto A e o ponto imagem A’ são simétricos em relação ao espelho. Atenção: Para se obter geometricamente a imagem de um objeto pontual, basta traçar por ele, perpendicularmente ao espelho, uma reta e marcar simetricamente o ponto imagem. Observação: O ponto imagem A’, pode ser classificado quanto à sua natureza como: virtual , real ou imprópria . Para isso, dependendo dos tipos de feixes luminosos incidentes e refletidos. Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 3 - Imagem de Um Corpo Extenso: Sabendo-se que o corpo extenso é constituído por infinitos pontos, e que a imagem de cada ponto está igualmente distanciada em relação ao espelho (ponto objeto e ponto imagem são simétricos em relação ao espelho), obtém-se a imagem de um corpo extenso, ponto a ponto. Se ligarmos os pontos objetos A, B e C, formaremos um corpo extenso triangular. Sua imagem, será formada ao ligar-se os pontos imagens A’ , B’ e C’ . Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 4 - Exercício 1: Uma pessoa que está encostada em um poste de 5m de altura tem diante de si um espelho plano, muito grande, colocado verticalmente a 2m dele. Sendo de 1,60 m a altura do seu globo ocular com relação ao solo horizontal, calcule o tamanho mínimo x do espelho que ela necessita para ver por inteiro o tamanho do poste. Resolução: Traçam-se os raios que partem dos pontos A e B, extremos do poste, que incidem respectivamente em M e N no espelho, refletindo e chegando ao globo ocular. Então, o tamanho mínimo x pedido é o segmento MN. Observação: Diz-se que a imagem formada é DIREITA, pois não há inversão entre o “cima” e o “baixo”. Resumindo: Um espelho plano forma imagem virtual , direita , de mesmo tamanho do objeto e posicionada simetricamente ao objeto em relação ao plano do espelho. Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 5 - Pelo esquema, os triângulos OMN e AO’B’ são semelhantes. Portanto, Deslocamento e Velocidade da Imagem: Considere a figura a seguir, onde um observador O, que está parado te diante de si um espelho vertical na posição 1. Suponha, que em um intervalo de tempo ∆t, o espelho se desloque de ∆xe (afastando-se de O) e passe a ocupar a posição 2, também vertical. A imagem, simultaneamente, passa de I1 para I2, deslocando-se de ∆xi: Observa-se, pela figura, que: Portanto: mx x dd x 5,2 4 5 22 5 =⇒=⇒= )(222 ababxi −=−=∆ abxe −=∆ deslocamento da imagem deslocamento do espelho ei xx ∆=∆ 2 O deslocamento da imagem é o dobro do deslocamento do espelho. Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 6 - Dividindo o deslocamento pelo tempo gasto, podemos obter a expressão das velocidades: Exercício 2: Um motorista vê, no espelho retrovisor do seu automóvel, a imagem de uma árvore à beira do asfalto. Sabendo-se que o velocímetro está marcando 80 Km/h, pergunta- se: (a) qual a velocidade da imagem em relação ao asfalto? (b) qual a velocidade da imagem com relação ao motorista? Resolução: (a) Sabendo-se que: (b) como a imagem e o motorista estão no mesmo sentido, Se o observador e o espelho tiverem movimentos relativos sobre uma mesma reta, e sendo vO a velocidade do observador, teremos: se ambos tiverem o mesmo sentido. se tiverem sentidos opostos. e e i i v t x v t x = ∆ ∆ = ∆ ∆ ei vv 2= Ri vv 2= eOR eOR vvv vvv += −= hKmvv vv ii ei /160802 2 =⇒⋅= = hKmv v vvv i i eii /80' 80160' ' = −= −= Módulo VII Claudia Regina Campos de Carvalho ________________________________________________________________________________________ - 7 - Campo Visual de um Espelho Plano: Denomina-se campo visual de um espelho plano toda a região que um observador consegue ver por reflexão. O campo visual é tanto maior quanto mais próximo estiver o observador do espelho. Bibliografia: Tipler, Paul A. Mosca, Gene. Física, V.2 - Para Cientistas e Engenheiros (em Português). Ed. LTC, 2006. Bonjorno, José Roberto. Bonjorno, Regina F. S. Azenha. Bonjorno, Valter. Física – volume 3. Ed. FTD.
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