Óptica - Espelhos Planos.pdf

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PRINCÍPIOS DA ÓPTICA E ESPELHO PLANO 
1-INTRODUÇÃO 
Luz é a única onda eletromagnética capaz de sensibilizar 
nossos órgãos visuais e cabe à óptica estudar os fenômenos 
que ocorrem com ela. 
Para representarmos a luz usa-se um segmento de reta 
orientado: o raio de luz, o qual não tem significado físico; o 
raio de luz é um ente matemático que usamos para facilitar a 
didática. 
Ao conjunto de raios de luz damos o nome de feixe de luz 
que pode ser convergente, divergente ou cilíndrico. 
 
 
 
Todo corpo capaz de emitir luz é uma fonte de luz, se a luz 
emitida for própria do corpo temos uma fonte primária de 
luz, ou corpos luminosos, caso contrário temos uma fonte 
secundária de luz, ou corpos iluminados. 
Quando a luz se propaga num meio, sofrendo pequenos 
desvios e tendo nitidez do objeto visualizado, esse meio é 
chamado de transparente, se não houver nitidez o meio é 
translúcido. 
A luz não se propaga nos meios opacos. 
 
2-PRINCÍPIOS DA ÓPTICA 
 
a) Princípio da propagação retilínea da luz. 
A luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e 
transparentes. 
 
b) Princípio da Independência dos raios de luz. 
Quando raios de luz se encontram, eles continuam seus 
trajetos, após o encontro eles continuam, como se nada 
tivesse ocorrido. 
 
c) Princípio da Reversibilidade da Luz. 
Se invertermos o sentido de propagação da luz sua trajetória 
será a mesma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3-REFLEXÃO DA LUZ 
Quando a luz incide em uma superfície e retorna ao mesmo 
meio de propagação temos o fenômeno da reflexão. Há dois 
tipos de reflexão. 
Se os raios se refletem de uma maneira organizada temos a 
reflexão regular, caso contrário, temos a reflexão difusa. 
 
A reflexão regular ocorre em superfícies lisas e polidas, por 
exemplo, os espelhos, e a reflexão difusa ocorre em 
superfícies rugosas. 
 
4-LEIS DA REFLEXÃO 
O raio incidente “a”, a normal “N” e o raio refletido “b” são 
coplanares. 
O ângulo de reflexão “r”e o ângulo de incidência “i”são 
iguais. 
 
 
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA E ESPELHO PLANO 
5-ESPELHO PLANO 
Espelho plano é uma superfície plana que reflete a luz 
regularmente. 
 
a) IMAGEM DE UM PONTO NUM ESPELHO PLANO. 
 
 
Observando a figura percebe-se que: 
De um ponto objeto real (POR) o espelho plano conjuga 
um ponto imagem virtual (PIV), portanto objeto e imagem 
têm naturezas opostas. 
Objeto e imagem são simétricos ao espelho, a distância do 
objeto ao espelho é igual à distância da imagem ao 
espelho. 
 
b) IMAGEM DE UM CORPO EXTENSO NUM 
ESPELHO PLANO. 
 
 
 
Observando a figura percebe-se que: 
Objeto e imagem têm mesmo tamanho. 
A imagem é reversa ou enantiomorfa, pois troca a esquerda 
pela direita. 
 
c) CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO. 
 
 
 
A imagem de qualquer objeto colocado dentro do campo 
visual do observador O , pode ser vista por reflexão no 
espelho. 
 
d) TRANSLAÇÃO E ROTAÇÃO DE ESPELHO 
PLANO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Observando a figura quando deslocamos o espelho de x 
sua imagem desloca de 2x, se o objeto estiver fixo. 
Analogamente, se girarmos o espelho de a sua imagem 
gira de 2a. 
 
e) NÚMERO DE IMAGENS DE UM OBJETO ENTRE 
DOIS ESPELLHOS PLANOS. 
 
 
Se colocarmos um objeto entre dois espelhos planos que 
formam um ângulo a, a quantidade de imagens deste 
objeto é dada por: 
1
360
-=
a
N 
A equação acima é válida nas seguintes condições: 
Se 
a
360
for um número par não há restrição. 
Se 
a
360
for um número ímpar a fórmula é válida se o 
objeto estiver situado no plano bissetor 
 
EXERCÍCIOS 
Assinale V para verdadeiro e F para falso as questões à 
seguir: 
 
QUESTÃO 01 
1. Se dois raios de luz se cruzarem, após o encontro 
eles continuarão seus trajetos como se não tivesse 
ocorrido o encontro. 
2. Um observador A mira um espelho enxergando um 
outro B. Se este observador B olhar para o espelho 
consegue enxergar A. Este fato evidencia o 
principio da reversibilidade dos raios de luz. 
3. Reflexão, refração e a absorção são fenômenos que 
ocorrem quando a luz incide na superfície de 
separação de dois meios. 
4. A reflexão que ocorre na superfície de papel branco 
é dita regular. 
5. A passagem da luz incidente na superfície de 
separação de dois meios, de um meio para o outro, 
de modo ordenado, constitui o fenômeno da refração 
regular. 
 
QUESTÃO 02 
1. O fenômeno responsável pelo aquecimento de 
superfícies expostas à luz é chamado absorção. 
2. Os fenômenos da reflexão, refração e absorção 
ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente. 
3. Um dioptro perfeito é aquele no qual o único 
fenômeno que ocorre é o da refração. 
4. Se colocarmos um espelho comum sob a luz solar 
ele não se aquece, pois toda a luz é refletida, não 
sendo absorvida nenhuma parcela da energia 
radiante incidente. 
5. Numa superfície negra ocorre predominantemente o 
fenômeno da absorção. 
QUESTÃO 03 
1. Na reflexão regular somente podemos dizer que o 
ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, 
se a superfície refletora for plana. 
2. Se um raio de luz incide na superfície de separação 
de dois meios, ocorrendo simultaneamente a 
reflexão e a refração, então tanto o raio de luz 
refletido como o raio refratado pertence ao plano 
formado pela normal à superfície, pelo ponto de 
incidência e pelo raio de incidência. 
3. Se um ponto é vértice de um pincel de luz incidente, 
então este ponto será dito um ponto objeto. 
4. Se os raios que emergem de um sistema óptico 
forem paralelos não fica definido ponto imagem, 
pois estes raios não se encontram. 
5. Em um espelho plano incide um pincel de raios 
paralelos, o pincel refletido é convergente. 
 
QUESTÃO 04 
1. Um raio de luz incide perpendicularmente em uma 
superfície, por tanto ele é dito rasante. 
2. Uma gravura coberta por um vidro transparente em 
geral não é vista com a mesma facilidade como se a 
observássemos diretamente sem o vidro, porque o 
vidro reflete parte da luz incidente. 
3. A formação de sombra e penumbra é formada pelo 
princípio da propagação retilínea da luz. 
4. A região de um corpo opaco, interposto entre uma 
fonte extensa e um anteparo e não iluminada 
diretamente pela luz da fonte, é chamada cone de 
sombra. 
5. Se uma fonte apresentar dimensões muito pequenas 
em relação à distância ao objeto opaco que ela 
ilumina, haverá formação de sombra e penumbra. 
 
QUESTÃO 05 
1. Na câmara escura de orifício, a inversão de 
orientação da imagem pode ser explicada pelo 
princípio da reversibilidade dos raios de luz. 
2. Uma fonte luminosa projeta luz sobre as paredes de 
uma sala, um pilar intercepta parte dessa luz. A 
penumbra que se observa é devida ao fato de não 
ser pontual a fonte luminosa. 
3. A relação entre os tamanhos das imagens de um 
indivíduo de 1,8m de altura, formada em uma 
câmara escura através de um orifício, quando o 
indivíduo se encontra respectivamente, às distância 
e 24 e 36m, é de 1,5. 
4. Quando a terra se interpõe entre o sol e a lua 
impedindo a visão de seu satélite, dizemos que 
ocorre o eclipse da lua. O eclipse pode ser total ou 
parcial 
5. Quando a lua se interpõe entre o sol e a terra, 
impedindo total ou parcialmente que os raios solares 
atinjam determinadas regiões da superfície da terra 
dizemos que ocorre eclipse do sol. 
EXERCÍCIOS 
QUESTÃO 06 
1. O eclipse solar ocorre somente em fase de lua cheia. 
2. O eclipse lunar ocorre somente em fase de lua nova. 
3. O fenômeno amplamente predominante num 
espelho plano é a reflexão regular. 
4. Um espelho plano conjuga apenas imagens virtuais. 
5. De um objeto real um espelho plano conjuga apenas 
imagens virtuais. 
 
QUESTÃO 07 
1. A imagem conjugada a um objeto por um espelho 
plano é sempre simétrica do objeto em relação aoplano do espelho. 
2. O tamanho da imagem que um espelho plano 
conjuga a um objeto depende da posição do objeto 
em relação ao espelho. 
3. A um objeto retilíneo disposto paralelamente ao 
plano do espelho é conjugado uma determinada 
imagem. O objeto e a imagem são enantiomorfos. 
4. Para uma dada observação do observador, o campo 
de um espelho plano é o espaço que esse observador 
pode ver por reflexão no espelho. 
5. Se um espelho plano sofre uma translação a imagem 
de um dado objeto permanece imóvel. 
 
QUESTÃO 08 
1. Quando um espelho plano gira de um determinado 
ângulo, o raio refletido correspondente a um 
determinado raio incidente sofre um desvio angular 
igual ao dobro do ângulo de giro do espelho e no 
mesmo sentido. 
2. O número de imagens conjugadas a um objeto 
situado entre duas superfícies refletoras planas, 
depende da distância entre essas superfícies. 
3. A imagem de um objeto virtual fornecida por um 
espelho plano é real e direita. 
4. Um observador de 1,70m de altura e cujos olhos se 
encontram a 1,60 do solo, está diante de um espelho 
plano vertical e de forma retangular. A altura 
mínima do espelho e a altura que deve estar acima 
do solo para que o observador veja toda a sua 
imagem por reflexão no espelho são 
respectivamente 0,85m e 0,80m. 
5. Quando um homem se aproxima diretamente de um 
espelho plano com velocidade de 1,2m/s, ele se 
aproxima de sua imagem com velocidade de 2,4m/s. 
QUESTÃO 09 
1. O gráfico abaixo representa tamanho real H da 
imagem de um homem que se aproxima de um 
espelho plano e depois se afasta, em função do 
tempo. 
 
2. Um indivíduo lê as horas em um relógio da torre da 
igreja, cujo mostrador é desprovido de números, 
através do espelho plano de uma vitrine, e vê os 
ponteiros em uma posição correspondente a 9 horas 
e 15 minutos. A hora marcada pelo relógio é de 2 
horas e 45 minutos. 
3. Um fotógrafo tira uma fotografia de um casal entre 
dois espelhos planos verticais que formam um 
ângulo a entre si. Se na chapa aparecerem 16 
indivíduos o valor de a é 21,2o . 
4. Um pedaço de tecido vermelho, quando observado 
em uma sala iluminada com luz azul, parece azul. 
5. Em um cinema, a imagem projetada na tela é de 
natureza virtual. 
 
QUESTÃO 10 
1. Uma imagem que se pode ver é sempre de natureza 
real. 
2. Uma imagem real só pode ser vista se for projetada 
num anteparo. 
3. Toda imagem real pode ser captada em um 
anteparo. 
4. Para que uma imagem seja vista, basta que a luz que 
a define atinja nossa retina, não importando sua 
natureza real ou virtual. 
5. De acordo com a figura b=2a 
 
 
 
GABARITO 
1 2 3 4 5 
VVVFV VFVFV FVVFF FVVFF FVVVV 
6 7 8 9 10 
FFVFV VFVVF VFVVV VVFFF FFFVV