Exp 3 e 4 - Experimental 4

Prévia do material em texto

Experimento 03 e 04: Espelhos Esf´ericos 
(cˆoncavo e convexo) 
Caio Vinícius de Souza Aguiar.
Universidade Federal de Roraima.
30 de setembro de 2022
Resumo
Experimento realizado para a identifica¸c˜ao dos elementos principais de um espelho esf´erico, incluindo a forma¸c˜ao de imagem em espelhos esf´ericos, utilizando espelho cˆoncavo e convexo. Observando o comportamento dos raios luminosos refletidos em diferentes posic¸˜oes do espelho.
1 Objetivos
· Verificar experimentalmente os elementos de caracterizam um espelho esf´erico.
· Verificar experimentalmente a formac¸˜ao da imagem num espelho esf´erico.
· Diferenciar um espelho coˆncavo e convexo e sua ultilidade.
2 Fundamenta¸c˜ao Teo´rica
Quando um ponto qualquer de um objeto ´e refletido em um espelho plano, para esse mesmo ponto, existe um outro ponto imagem (virtuais), ambos ambos são simétricos em relação ao plano do espelho, isto é, são equidistantes do plano do espelho e que os mesmos esta˜o contidos numa mesma reta perpendicular ao plano do espelho, ou seja, paralela a normal do espelho.
Aproveitando o fenoˆmeno de reflexa˜o, podemos modelar o espelho de tal forma que o espelho tenha um aspecto de uma superfıcie semi-circular, elıptica, hiperbo´lica ou mesmo parabo´lica. Cada formato da superfıcie refletora causa uma forma¸c˜ao de imagem diferente, devido aos diferentes aˆngulos de reflexa˜o formado com os raios incidentes. Espelho esférico é toda e qualquer superfície espelhada (refletora), na forma de uma calota esférica. O espelho esférico pode ser côncavo ou convexo, dependendo da face onde se encontra a superfície refletora.
Para a formação de imagens no espelho côncavo existe uma dependência da posição do objeto sobre o eixo principal. Se a imagem pertencer ao mesmo semiplano do objeto, essa imagem é direita. Se isso não acontecer, a imagem é invertida em relação ao objeto. A imagem será real se for formada pelos raios refletidos e será virtual 
se for formada pelo prolongamento desses raios refletidos.
Já a imagem do espelho convexo é sempre formada por um objeto colocado na frente do espelho. A imagem formada será sempre virtual, menor e direita.
 
Como equação de espelhos esféricos temos: 
3 Material Utilizado
· Um Laser de qualquer comprimento de onda.
· Um espelho coˆncavo.
· Um espelho convexo.
· Disco de Hartl.
· Um compasso.
· Uma r´egua.
4 Procedimentos Experimentais
Experimento de Forma¸ca˜o de imagem num espelho esf´erico coˆncavo:
Fixado o espelho plano cˆoncavo, conforme a figura (1), de tal modo que a reflex˜ao do raio incidente central retorne sobre si pro´prio e o ponto de incidˆencia, fora dividida em duas partes iguais o perfil do espelho.laser
feixe
espelho
papel milimetrado
 Figura 1: Posicionamento do espelho.
Posicionado o laser de modo que o raio incidente fique paralelo com 2cm em cima do eixo principal conforme a figura (2).
Novamente o laser foi posicionado de maneira que o raio incidente fique paralelo com 2cm a baixo do eixo principal, conforme a figura (3).
laser
feixe
espelho
papel milimetrado
refletido
 
 Figura 2: Reposicionamento do espelho
laser
feixe
espelho
papel milimetrado
refletido
 Figura 3: Reposicionamento do laser.
Experimento de Forma¸c˜ao de imagem num espelho esf´erico convexo:
Com o laser posicionado em frente do espelho convexo, de maneira que o raio refletido retorne na mesma dire¸c˜ao do feixe incidente. (figura 4laser
feixe
espelho
papel milimetrado
 Figura 4: Posicionamento inicial do laser e do espelho.
Fora assinalado com a letra V o ponto de inciˆencia central, denominado de v´ertice do espelho convexo.
Para identificação d o foco do espelho convexo, foram feitos os passos abaixo:
(a) O laser é posicionado acima em alguns centimetros, mas mantendo o feixe paralelo ao primeiro feixe. Foi traçado com o l´apis o percurso do feixe e do prolongamento.
(b) Fora feito o mesmo do sub-passo acima, mas reposicionando o laser abaixo. E foi traçado o prolongamento.
(c) Logo nota-se que os prolongamentos se cruzam em um ponto, denominado de foco do espelho convexo.
laser2	feixe 2
laser1	feixe 1
laser3	feixe 3
espelho
papel milimetrado
prolongamento 3
Figura 5: Reposicionamento do laser.
5 Resultados
Sobre espelhos esféricos cˆoncavos :
Elementos principais do espelho cˆoncavo.
Côncavo descreve uma superfície que se curva para dentro, ou que é mais fina no meio do que nas bordas, logo um espelho côncavo é um espelho esférico em que a superfície refletiva e o centro da curvatura estão do mesmo lado do espelho.  observa-se que as características da imagem formada pelo espelho côncavo é real, menor e invertida.
Percurso dos raios luminosos que formam a imagem.
Exemplificação das utilidades do espelho coˆncavo.
Quando o objetivo é o de fazer a ampliação da imagem refletida, como por exemplo, em um telescópio, ou coletar a luz solar e utilizá-la como energia térmica no aquecimento da água da caixa-d’água, ou ver o nosso rosto com detalhes, seja para barbeá-lo ou retocar a maquiagem. 
Sobre espelhos esféricos convexos:
Elementos principais do espelho convexo:
Convexo descreve uma superfície que se curva para fora, ou é mais espessa no meio do que nas bordas. A imagem do espelho convexo é sempre formada por um objeto colocado na frente do espelho. A imagem formada será sempre virtual, menor e direita.
Percurso dos raios luminosos e prolongamentos dos mesmos.
Exemplificação as utilidades do espelho convexo.
Os espelhos convexos são utilizados em situações nas quais se deseje ter um campo maior de visibilidade do que nos espelhos planos, como nos espelhos retrovisores de carros e também em espelhos de lojas.
4
6 Conclus˜ao
Após os resultados obtidos e apresentados neste relatório, conclui-se que os dois tipos de espelhos esféricos desepenham os mesmas funcões (refletir), porém nota-se que por sua diferentes caracteristicas, os mesmos possuem diferentes aplicações dependendo de seu uso, como ja foi exemplificado no relatório, logo os dois são necessários e não há um melhor que o outro, apenas um melhor para cada função específica.
7 Referˆencias
https://phys.libretexts.org/Bookshelves/University_Physics/Book%3A_University_Physics_(OpenStax)/University_Physics_III_-_Optics_and_Modern_Physics_(OpenStax)/02%3A_Geometric_Optics_and_Image_Formation/2.03%3A_Spherical_Mirrors; Consultado em 22/09/2022 às 23:39. 
https://www.diferenca.com/concavo-e-convexo/#:~:text=Espelhos%20côncavos%20e%20convexos&text=de%20espelhos%20esféricos.-,Um%20espelho%20côncavo%20é%20um%20espelho%20esférico%20em%20que%20a,em%20lados%20opostos%20do%20espelho; Consultado em 24/09/2022 às 02:20. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-concavos-convexos.htm; Consultado em 24/09/2022 às 14:55.
image4.jpeg
image1.jpeg
image2.jpeg
image3.jpeg