Reflexão da luz e Espelhos planos Show Reflexão da luz  Espelho plano Um espelho plano é toda superfície polida, com grande poder de reflexão, onde a luz sofre reflexão regular (reflexão especular). Pode também constar de uma placa de vidro cuja superfície posterior é pintada com uma fina película de prata que é a superfície refletora. Por trás da camada de prata, existe uma camada escura, normalmente de tinta preta, que absorve a luz que vem de trás do espelho. Pode também ser a superfície da água límpida e tranquila de um lago, etc. Na reflexão regular (espelhos), a superfície refletora é muito polida (figuras acima), os raios de luz são refletidos regularmente e se consegue observar a imagem do objeto. Mas na reflexão irregular ou difusa (numa lousa, numa parede, etc.), onde a superfície refletora não é polida, após a incidência, a luz se espalha em todas as direções e sentidos, de maneira que se possibilite ao observador enxergar o objeto, estando em diferentes posições. Veja as figuras abaixo que ilustram a reflexão regular e a reflexão irregular, reflexão difusa ou difusão Leis da reflexão Primeira lei Observe que essa lei é válida para espelhos planos, curvos e para qualquer tipo de superfície refletora. Segunda lei Desvio na reflexão da luz O desvio (d) na reflexão da luz é definido como sendo o ângulo d entre o prolongamento do raio incidente e o raio refletido. Incidente e o raio refletido. Cálculo do desvio (d) na reta que contém o raio incidente e seu prolongamento
Características da imagem num espelho plano O ponto objeto (O) e o ponto imagem (i) são simétricos em relação ao espelho, ou seja, a distância do objeto ao espelho é a mesma que a distância da imagem ao espelho e contidos numa mesma reta perpendicular ao plano do espelho. O ponto imagem está sempre atrás do espelho e é virtual (não pode ser fotografado ou filmado atrás do espelho). A altura do objeto é sempre igual à altura da imagem e a imagem é reversa ou revertida (troca direita pela esquerda). Localizando a imagem i de um objeto O num espelho plano Se o objeto não está em frente ao espelho, deve-se prolongar o espelho conforme a última figura acima. Translação de um espelho plano Quando um corpo se aproxima ou se afasta de um espelho plano com velocidade V em relação ao espelho, sua imagem se afasta ou se aproxima do espelho com velocidade V em relação ao espelho. Assim, como objeto e imagem se movem em sentidos contrários, a velocidade do objeto em relação à imagem será 2V. O mesmo acontece se o espelho estiver se movendo, como por exemplo, o espelho retrovisor plano de um carro em relação a um objeto fixo (por exemplo, uma árvore). Enquanto o espelho (carro) se desloca d’, a imagem da árvore se desloca ΔS=2d’. Como os deslocamentos ocorrem no mesmo tempo, a velocidade da imagem da árvore é o dobro da velocidade do carro. Rotação de um espelho plano Quando um espelho plano gira de um ângulo (λ) em torno de um eixo normal ao plano de incidência, o raio refletido gira no mesmo sentido de um ângulo (θ) que é o dobro do que o espelho girou. Observe detalhadamente a figura: Triângulo 1 Triângulo
2 Comparando (I) com (II) Se o espelho girar de um ângulo α, o raio refletido girará de β = 2α Campo visual de um espelho plano O campo visual de um espelho plano refere-se à região que se torna visível por reflexão no espelho. Dado o espelho E e o observador O, para se determinar a região vista pelo observador por reflexão no espelho, devemos seguir as seguintes etapas: 1a etapa equidistante d do mesmo 2a etapa
A partir da imagem O’ do observador, traçar duas retas que tangenciem as extremidades do espelho e, na região onde está o observador, parte da frente do espelho, entre essas duas retas, estará a região que ele consegue enxergar através do espelho (campo visual), em verde na figura. Portanto o observador O enxergará qualquer objeto que esteja localizado dentro da região verde da figura. Como localizar a imagem i de um objeto P visto por um observador O por meio de um espelho plano Construindo os raios de luz de modo que observador O da figura abaixo enxergue o ponto objeto P mostrado na mesma figura. Etapas: 1a etapa
2a
etapa 3a
etapa Cálculo da altura de um espelho plano vertical para que, a partir do chão, uma pessoa possa ver-se de corpo inteiro, desde a cabeça até os pés. Localizar a imagem da pessoa que fica atrás do espelho pelos seus pontos extremos AA’ (superior) e BB’ (inferior). Em seguida ligar, com linha pontilhada, A’ e B’ ao olho da pessoa objeto, que interceptam o espelho nos pontos M (inferior) e N (superior), que delimitam o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa ver-se de corpo inteiro no mesmo. Observe que os triângulos OMN e OB’A’
são semelhantes e dessa semelhança tiramos o tamanho mínimo do espelho MN
Importante: Observe que a altura mínima do espelho é sempre a mesma independente do fato de a pessoa estar a uma distância d, 2d, 3d, etc. do espelho. Assim, a imagem da pessoa encontra-se ajustada ao tamanho do espelho independente da distância a que ela se encontra do mesmo, mas, à medida que a pessoa se afasta do espelho, sua imagemtambém se afasta dando a impressão, devido ao ângulo visual, que ela parece menor, mas continua sempre ajustada ao tamanho do espelho. O que você deve saber, informações e dicas perpendicularmente à superfície do espelho), o ângulo de incidência é 0o, o de reflexão também é 0o e o raio de luz retorna sobre ele mesmo. Neste caso o desvio que é o ângulo entre o prolongamento do raio incidente e o raio refletido, é de 180o. Quando a incidência do raio de luz é rasante os ângulos de incidência e de reflexão valem 90o e o desvio que é o ângulo entre o prolongamento do raio incidente e o raio refletido vale 0o. A jovem observa que os dois caminhões, um visto através do espelho retrovisor plano, e o outro, através do para-brisa, parecem aproximar-se dela com a mesma velocidade. Como o automóvel e o caminhão de trás estão viajando no mesmo sentido, com velocidades de 40 km/h e 50 km/h, respectivamente, qual deve ser o valor da velocidade e o sentido do caminhão que está à frente? Resolução: O caminhão X (com velocidade de 50km/h em relação à estrada, indicação de seu velocímetro) se aproxima do carro (de velocidade 40km/h em relação à estrada, indicação de seu velocímetro) com velocidade relativa de VXo = 50 – 40 = 10km/h (velocidade com que o caminhão X se aproxima do espelho retrovisor do carro, que se comporta como se estivesse parado). Assim a jovem vê, pelo espelho retrovisor, a imagem do caminhão se aproximar com o dobro desse valor, ou seja, VXi = 20km/h. Como, pelo enunciado o caminhão Y, visto através do para-brisa parece aproximar-se dela com a mesma velocidade, de 20km/h, para manter velocidade relativa de 10km/h deve se mover para a direita com velocidade de VYo = 30km/h, pois VYO = 30 – 20 = 10km/h. Observe na figura as posiçõesdo estudante (seu olho), da árvore e do espelho e os raios de luz que saem dos extremos da árvore e atingem o olho do estudante fazendo com que ele a enxergue atrás do espelho, simétrica e de mesmo tamanho. Os triângulos sombreados são semelhantes
d = 0,4m = 40cm (distância mínima do estudante ao espelho para que ele consiga enxergar completamente a árvore). Confira os exercíciosO que acontece com a luz quando atinge o espelho?A reflexão da luz acontece quando um raio luminoso atinge uma superfície refletora e retorna ao seu meio original. Esse fenômeno permite que enxerguemos todos os corpos que não produzem a própria luz, chamados de fontes secundárias de luz ou simplesmente corpos iluminados.
O que ocorre com a luz quando ela atinge os objetos?A reflexão da luz é o fenômeno em que uma onda de luz atinge uma superfície e muda de direção e/ou sentido, mas continua no mesmo meio de propagação. A superfície é uma mudança de meio de propagação (ar e vidro, no caso dos espelhos). A reflexão luminosa é a base da construção e utilização dos espelhos.
O que acontece com a luz quando ela atinge os seguintes objetos vidro?O fenômeno da refração ocorre quando a luz faz a sua passagem de um meio transparente para outro meio transparente diferente. As consequências dessa passagem são a mudança da velocidade de propagação da luz e, nas incidências oblíquas, um desvio na sua trajetória.
O que acontece com o feixe de luz após ele passar pelo espelho SemiQuando a luz passa através deles, sua trajetória é irregular, desse modo, quando tentamos enxergar algum objeto posicionado atrás de um meio translúcido, vemos uma imagem bastante distorcida.
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O que acontece com a luz quando ela atinge os seguintes objetos espelho?
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