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Imagens: Cap. 34
Prof. Renato MedeirosPUC Goiás
A propagação retilínea da luz
• Uma característica importante da luz é que ao se propagar no vácuo ele o faz em linha reta. Podemos, assim, enunciar o Princípio da Propagação Retilínea da Luz:
Princípio da independência dos raios
• Admitimos que os fótons não interagem entre si. Isto é, os fótons, ao se aproximarem ou ao se cruzarem não são influenciados por outros fótons. Os fótons são, portanto, independentes entre si. Segue daí que os raios luminosos são independentes.
Princípio da reversibilidade da luz • Finalmente, salientamos que se a trajetória dos
fótons (e portanto, da luz) for percorrida num certo sentido, o sentido oposto é também possível. Por exemplo, se a luz seguir uma série de segmentos de reta ao longo dos segmentos AB, BC, CD, então o percurso ao longo dos segmentos DC, CB e BA é igualmente possível.
IMAGENS
• Imagem Real: se formam do mesmo lado do espelho em que se encontra o objeto.
• Imagem Virtual: se formam do lado oposto do espelho em que se encontra o objeto.
Espelhos Planos
• Espelho: é uma superfície que reflete um raio luminoso em uma direção definida, em vez de absorvê-lo ou espalhá-lo em todas as direções.
p é a distância entre o objeto (o) e o espelho
i é a distância entre a imagem (I) é o espelho
i= -p
Espelhos Esféricos
• Dois Tipos:• Côncavo – encurvamos para dentro a
superfície do espelho.• Convexo – encurvamos para fora a superfície
do espelho.
• Espelho esférico é aquele cuja superfície refletora é uma calota esférica.
Elementos Geométricos:→ C (centro de curvatura): centro da esfera que completa a calota.
→ V (vértice): polo da calota esférica.
→ R (raio de curvatura): o raio da esfera.
→ Eixo principal: reta que passa por C e V.
→ Eixo secundário: toda reta que passa por C, mas não por V.
→ α (ângulo de abertura): ângulo formado pelos raios que passam pelos
pontos extremos A e B, simétricos em relação ao eixo principal.
→ Plano frontal: todo plano perpendicular ao eixo principal.
→ Plano meridional: todo plano que contém o eixo principal (na figura, o
plano que contém C, V e os extremos A e B do espelho é um plano
meridional).
Condições de nitidez de Gauss
→ o ângulo de abertura do espelho deve ser pequeno.
→ os raios incidentes devem ser paralelos ou pouco inclinados em relação ao eixo principal.→ os raios incidentes devem estar próximos ao eixo principal.
Foco principal de um espelho esférico
• Experimentalmente é possível obter o foco principal (F) de um espelho esférico incidindo um feixe de raios luminosos paralelos entre si e ao eixo principal. As direções dos raios refletidos passam, por um mesmo ponto, denominado foco principal (F).
Referencial de Gauss - Espelho Côncavo
Luz incidente
Espelho Côncavo :
Foco : f > 0 ; C > 0
Referencial de Gauss - Espelho Convexo
Luz incidente
Espelho Convexo :
Foco : f < 0 ; C < 0
f C
FORMAÇÃO DE IMAGENS
Raios Notáveis.
22
V
fC
Os raios Veem paralelo ao eixo principal....
Passam pelo FOCO.
Raios Notáveis
23
V
fC
Os raios Veem pelo vértices e refletem ...
Pelo vértice.
Raios Notáveis.
24
V
fC
O raio Veem pelo centro de curvatura e...
Volta pelo centro..
Objeto antes do Centro.
25
V
fC
O
i
Características da imagem :
REAL
MENOR
INVERTIDA
Objeto no Centro de Curvatura.
26
V
fC
O
i
Características da imagem :
REAL
MESMO TAMANHO
INVERTIDA
Objeto entre o Centro e o Foco.
27
V
fC
O
i
Características da imagem :
REAL
MAIOR
INVERTIDA
Objeto no Foco.
28
V
fC
O
Características da imagem :
IMPRÓPRIA
( FORMA NO INFINITO )
Objeto entre o Foco e o Vértice.
29
O
V
fC
Características da imagem :
VIRTUAL
MAIOR
DIREITA
Observação:
É O ÚNICO CASO DE IMAGEM VIRTUAL PARA O
ESPELHO CÔNCAVO.
Espelho Convexo.
30
Cf
V
Características da imagem :
VIRTUAL
MENOR
DIREITA
Observação:
O ESPELHO CONVEXO SÓ FORMA UM TIPO DE
IMAGEM.
O
i
Equação dos pontos conjugados
• Tomemos a figura:
2
1 1 1Equação dos pontos conjugados:
f i p
• Tomemos a figura o raio 4 da figura abaixo
• O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são iguais
Equação da Ampliação :i
mp
• O tamanho do objeto ou da imagem medido perpendicularmente ao eixo central do espelho é chamado de altura do objeto (h) ou imagem (h´).
• A razão de h´/h é chamada de ampliação lateral do espelho (m) e é dada por:
`
Equação da Ampliação :h
mh
Lentes Delgadas
• Lente é um corpo transparente limitado por duas superfícies refratoras com um eixo central em comum. A distância do objeto e da imagem são maiores que a espessura da lente
Lente convergente:
• É uma lente que faz com que os raios se aproximem do eixo central da lente.
Lente Divergente
• É uma lente que faz com que os raios e agastem do eixo central.
Imagens Produzidas por Lentes Delgadas