A Luz e a Visão Espelhos esféricos Imagens obtidas em diferentes tipos de espelhos
Sessão 3 Universidade Católica Portuguesa/Mestrado em Ciências da Educação - Informática Educacional Investigação de Ana Paula Paiva - 2005/2006
Espelhos que não são planos
A Luz e a Visão
Espelhos esféricos Existem outros tipos de espelhos que não são planos; são os chamados espelhos esféricos, que podem ser convexos ou côncavos. Estes espelhos reflectem também os objectos mas criam imagens que são distorcidas (estão modificadas) em relação aos objectos reais. Antes de vermos como é cada um dos tipos de espelhos, vamos conhecer uma forma de não esquecer o seu nome… Pensa na colher que usas para comer a sopa... Qual é o lado da colher que usas para conseguires comer a sopa ?
Lado côncavo
Esse é o lado côncavo (tem uma cavidade, quer dizer, um“buraco”). O outro lado da colher, de onde a sopa cai mesmo que queiras colocála sobre ele, chama-se lado convexo.
Lado convexo
Para continuar o nosso estudo, vamos agora conhecer algumas características dos espelhos esféricos.
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A Luz e a Visão Algumas características dos espelhos esféricos Tal como nos espelhos planos os espelhos esféricos têm também um ponto (uma zona) onde se formam as imagens. A localização deste ponto e as características das imagens dependem das características de cada espelho e são diferentes para os espelhos convexos e para os espelhos côncavos. Estes espelhos reflectem também os objectos mas criam imagens que são distorcidas (estão modificadas) em relação aos objectos reais. Raio incidente
Raio incidente
Raio reflectido
Raio reflectido Esquema de um espelho convexo, visto de lado
Esquema de um espelho côncavo, visto de lado
Vê cada uma das animações seguintes para conhecer mais algumas características dos espelhos esféricos.
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Sessão 3
Espelhos esféricos - os espelhos convexos
A Luz e a Visão
Os espelhos convexos são como aqueles que podemos ver nas estradas para aumentar a visibilidade dos condutores. Os espelhos convexos criam uma imagem que é mais pequena do que o objecto original e que é uma distorção deste objecto, mas têm a vantagem de ampliar (aumentar) o campo de visão (zona que conseguimos ver), pelo que são muito utilizados no trânsito e noutras situações em que se torna vantajoso aumentar a área de visibilidade sem que o observador (quem está a ver) se mova.
Neste espelho convexo vemos uma imagem reduzida e distorcida do automóvel.
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Espelhos esféricos - os espelhos convexos
A Luz e a Visão
Tal como no espelho plano o objecto que vemos parece que está atrás do espelho. Na realidade o que vemos no espelho é a imagem do objecto, que está situada no ponto onde vão convergir (onde se vão juntar) os raios de luz que são reflectidos pelos espelhos e chegam aos nossos olhos. A imagem está “dentro do espelho” e só aí a podemos ver; diz-se por isso que é uma imagem virtual.
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animação!
Neste espelho convexo vemos imagens reduzidas e distorcidas das pessoas e dos prédios.
para veres uma
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Espelhos esféricos - os espelhos côncavos
A Luz e a Visão
Os espelhos côncavos são utilizados em cosmética, por exemplo, para criar imagens ampliadas dos objectos, embora sejam imagens distorcidas. Tal como no espelho plano e no espelho convexo, o objecto que vemos no espelho côncavo parece que está atrás do espelho. A imagem ampliada é, pois, uma imagem virtual. N e s t espe e s lhos c cav ô nos v e mos i m a g e amp n s liad a s e disto rcid a s da jove m e bone da ca.
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Imagem virtual, ampliada, que vemos no espelho côncavo (a imagem está “dentro” do espelho). Universidade Católica Portuguesa/Mestrado em Ciências da Educação - Informática Educacional Investigação de Ana Paula Paiva - 2005/2006
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Espelhos esféricos - os espelhos côncavos
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No entanto os espelhos côncavos permitem criar imagens que podem ser vistas fora do espelho e que podem ser projectadas num alvo, quase como se pudéssemos “agarrálas”; estas imagens estão invertidas (de “pernas para o ar”) em relação ao objecto original.
Convencionou-se (combinou-se) que estas imagens, que podemos ver fora do espelho, fossem chamadas “imagens reais”.
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aticar!
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Imagem real, ampliada e invertida, criada pelo espelho côncavo. A imagem que vemos está projectada num alvo (a imagem está fora do espelho).
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A Luz e a Visão
Espelhos côncavos
E como é possível obter os diferentes tipos de imagens com os espelhos côncavos? À descoberta: Que imagens consigo ver, com espelhos côncavos? Consulta o guião da actividade experimental, seguindo esta ligação:
Actividade experimental - S3
Depois da actividade experimental:
O que concluíste com a actividade experimental? Vamos comparar resultados e conclusões...
Clica aqui!
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A Luz e a Visão
Conclusões Os espelhos côncavos podem criar vários tipos de imagem: • Imagem ampliada, virtual e direita: quando o objecto está situado entre o espelho e o seu foco (F);
• Imagem ampliada, real e invertida: quando o objecto está situado entre o foco do espelho (F) e o seu centro de curvatura (C);
•
Imagem reduzida, real e invertida: quando o objecto está situado a uma distância do espelho m a io r d o qu e a d ist â n cia a o se u ce n t ro d e curvatura (C).
Os espelhos côncavos criam imagens que dependem da posição do objecto em relação ao foco do espelho! Clica aqui, para veres uma animação! Universidade Católica Portuguesa/Mestrado em Ciências da Educação - Informática Educacional Investigação de Ana Paula Paiva - 2005/2006
Sessão 3
Perceber melhor a reflexão da luz, num espelho convexo
Raio incidente
Raio reflectido
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Onde se forma a imagem, num espelho convexo? Onde se forma a imagem num espelho convexo? Clica aqui, para veres uma animação!
Objecto s b O
Imagem
r o ad v er
A imagem forma-se na intersecção (no cruzamento) do prolongamento dos raios reflectidos. É uma imagem: • reduzida (menor do que o objecto) • virtual (está “dentro” do espelho, não pode ser projectada num alvo) • e direita (virada como o objecto).
Raio incidente
Raio reflectido
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Perceber melhor a reflexão da luz, num espelho côncavo Esquema de um espelho côncavo, visto de lado Clica aqui, para veres uma animação!
C
F
V
V (vértice:ponto correspondente ao centro do espelho) C (ponto correspondente ao centro de curvatura do espelho) F (ponto correspondente ao foco do espelho - situado a meio da distância entre o centro de curvatura e o vértice do espelho) Raio incidente
Raio reflectido
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Onde se forma a imagem, num espelho côncavo? Características da imagem num espelho côncavo Clica aqui, para veres uma animação!
Imagem
F
V
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C
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Se o objecto estiver entre o foco e o vértice, os raios reflectidos são focados atrás do espelho. Forma-se uma imagem do objecto, no prolongamento dos raios reflectidos, que é: • ampliada (maior do que o objecto) • virtual (está “dentro” do espelho, não pode ser projectada num alvo) • e direita (virada como o objecto). Raio incidente
Conclusões Raio reflectido
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A Luz e a Visão
A capacidade de colocar a imagem fora do espelho, fazendo convergir (juntar) os raios luminosos reflectidos num ponto real (o foco) faz com os espelhos esféricos possam ser utilizados para captar a energia transportada pela luz do sol e colocá-la num certo ponto, aproveitando-a e transformando-a para produzir energia eléctrica.
Clica na imagem, par
Não deixes de procurar mais informação sobre ela!
a veres mais informação
sobre a central!
Sabes que em Moura, no Alentejo, está a ser construída a maior central do mundo para produção de energia eléctrica a partir da energia do sol (energia fotovoltaica)?
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Materiais para o ensino de Física com suporte das TIC
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Atribuição de créditos No desenvolvimento destes materiais pedagógicos foram utilizados alguns recursos desenvolvidos por outros autores, a quem se agradece. Estes recursos estão identificados, com atribuição de créditos no documento “Licença e Atribuição de créditos” que é parte integrante do conjunto de materiais publicados.
Aprovação dos materiais para publicação Aceite para publicação em 15 de Março de 2010.