SÓ EU SEI O QUE VAI CAIR NA PROVA!

Óptica – Leis da

Reflexão e Espelhos –

Aulas 15 e 16

PROF°: JOSÉ LUCAS

FÍSICA B

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Quando a luz se propaga em determinado meio, existe a possibilidade delaatingir uma determinada superfície e ser refletida de volta para o meio. Esse é oprocesso da reflexão da luz.

Reflexão

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Tipos de reflexão

As reflexões podem ser classificadas em dois tipos.

Reflexão regular (especular): acontecequando os raios incidentes terão omesmo ângulo dos raios refletidos

Reflexão difusa: acontece quando osraios incidentes e refletidos podem terângulos diferentes.

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Leis da reflexão

A reflexão especular de raiosluminosos sobre um espelho fornecerá2 tipos de leis no processo.

1ª Lei: O raio incidente (Ri), o raiorefletido (Rr) e a linha normal sãocoplanares.

2ª Lei: O ângulo de reflexão Ƹ𝑟 seráigual ao ângulo de incidência Ƹ𝑖.

Logo: Ƹ𝑟 = Ƹ𝑖

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Espelho plano

Espelhos planos são sistemas ópticos de espelhos constituídos por superfíciesplanas e polidas, capazes de refletir regularmente a luz.

Um espelho plano forma, de um objeto real, uma imagem virtual, direita, domesmo tamanho e simétrica. A distância do objeto ao espelho (p) é igual, emmódulo, a distância da imagem ao espelho (p’). Se o objeto for virtual, a imagemserá real.

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Objeto e imagem em espelho plano

Quando colocamos um objeto de altura O na frente de um espelho plano, formaráuma imagem de altura igual, porém denominada I. A distância do objeto aoespelho é p e a distância da imagem ao espelho é p’.

Então, temos:

Uma imagem do mesmo tamanhodo objeto, que fica a mesmadistância do espelho.

Porém, a imagem é invertidalateralmente, que também pode serchamada de imagem enantiomorfa.

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Campo visual em um espelho

Denominamos campo visual de um espelho plano toda a região que umobservador consegue ver por reflexão. O campo visual é tanto maior quanto maispróximo estiver o observador do espelho.

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Translação de um espelho plano

Seja o referencial fixo no ponto objeto P, diante de um espelho plano E, e P’ suaimagem. Se o espelho transladar retilineamente, na direção da reta que passa porP e P’, o espelho conjugará a P uma segunda imagem, P’’, associada à segundaposição do espelho.

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Rotação de espelhos planos

Veja a figura ao lado: nelapodemos ver que na posição 1temos um raio de luz incidente(Ri) e que Rr1 é o raiorefletido. Se fizermos oespelho girar sobre o pontofixo O um ângulo α vemos queo mesmo raio incidente Riindividualiza o raio refletidoRr2, agora com o espelho naposição 2, conforme ilustra afigura acima.

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Rotação de espelhos planos

De acordo com a figura, temos, para a trajetória descrita pelo raio, que:

I1 é o ponto onde o raio luminoso incide no espelho, na posição 1;

I2 é o ponto onde o raio luminoso incide no espelho, exatamente na posição 2;

α é o ângulo de rotação do espelho plano, na posição fixa;

Δ é o ângulo de rotação dos raios refletidos, isto é, é o ângulo entre Rr1 e Rr2;

I é o ponto de interseção entre os prolongamentos dos raios de reflexão e incidência na segunda posição do espelho.

Sendo assim, podemos definir que o ângulo de rotação dos raios refletidos é odobro do ângulo de rotação do espelho. Logo: Δ = 2𝛼

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Associação de Espelhos planos

Dois espelhos planos podem serassociados, com as superfíciesrefletoras se defrontando e formando umângulo 𝛼 entre si, com valores entre 0° e180°.

Para se calcular o número de imagensque serão vistas na associação, usamosa fórmula:

𝑁 =360°

𝛼− 1

N é o número de imagens nos espelhose 𝛼 é o ângulo entre os espelhos.

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Exercícios

1) Quando dois espelhos planos são associados com um ângulo igual a 30º,formam-se neles quantas imagens?

2) Três pessoas são colocadas entre dois espelhos planos. Um observadorconsegue visualizar um total de 24 pessoas (levando em conta as pessoas e asimagens). Determine a angulação α entre estes dois espelhos. A razão 360/α é umnúmero inteiro.

3) O ângulo formado por dois espelhos planos angulares é o quíntuplo do númerode imagens obtidas de um único objeto pela associação.

a) Qual o número de imagens formadas?

b) Qual o ângulo formado entre os espelhos?

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Respostas

1) 11 imagens

2) 45°

3) a) N’’ = 8 imagens b) 40°