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Espelhos esféricos 03
 

Espelhos esféricos 03

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    Espelhos esféricos 03 Espelhos esféricos 03 Presentation Transcript

    • ESPELHOS ESFÉRCIOS www.fisicaatual.com.br
    • Espelho Esférico Calota Superfície Esférica Plano de corte Espelho Esférico www.fisicaatual.com.br
    • Superfície Refletora 1 - Espelho Côncavo Tipos de Espelhos Esféricos www.fisicaatual.com.br C
    • Superfície Refletora 2 - Espelho Convexo www.fisicaatual.com.br C
    • Eixo Principal Espelho Côncavo C : centro de curvatura V : vértice Elementos Geométricos de um Espelho Côncavo www.fisicaatual.com.br V  R R R :raio de curvatura C   :ângulo de abertura
    • Eixo Principal Espelho Convexo Elementos Geométricos de um Espelho Cônvexo www.fisicaatual.com.br V R R  C   :ângulo de abertura R :raio de curvatura
    • As leis da refração são as mesmas para todos os tipos de espelhos. Numa superfície esférica, a reta normal é a reta que vai do ponto de incidência ao centro de curvatura da esfera. normal normal www.fisicaatual.com.br
    • Foco de um espelho côncavo O foco de um espelho côncavo é real: f>0 www.fisicaatual.com.br R R
    • Condições de Gauss
      • Para que não ocorram aberrações com as imagens é necessário que:
      • O ângulo de abertura do espelho não seja superior a 10°
      • Os raios incidentes sejam pouco inclinados e estejam próximos ao eixo principal.
      Os raios refletidos não se concentram num único ponto. Aberração esférica www.fisicaatual.com.br
    • Espelho esférico ( α > 10 0 ) Espelho parabólico Pela Teoria de Gauss, lembramos que, um sistema óptico é dito estigmático , quando a um ponto objeto ele conjuga um único ponto imagem, como é o caso do espelho plano. A parte realmente útil no espelho esférico de Gauss é uma pequena região da calota esférica em torno do vértice, ou seja, um espelho esférico de abertura bastante reduzida (a < 10 o ). Os espelhos parabólicos fazem convergir para o foco todos os raios incidentes paralelos. www.fisicaatual.com.br
    • As antenas parabólicas são espelhos. Elas são construídas para refletir ondas de radiofrequências, que têm comprimento de onda muito maior que o da luz, com valores que variam de algumas centenas de metros até o mínimo de cerca de 0,3 m. Para esses comprimentos de onda, quase todas as superfícies são espelhos, mesmo que sejam cheias de buracos, como uma tela de arame. Para um refletor esférico refletir as ondas para um ponto, o foco terá que se localizar a uma distância muito grande do refletor, o que torna sua construção inviável. Se as ondas eletromagnéticas emitidas por um satélite, atingirem a antena parabólica, ocorrera a reflexão desses raios a um ponto chamado foco da parábola, onde está um aparelho receptor que convertera as ondas eletromagnéticas em um sinal que a TV transformara em ondas, que serão os programas que passam e as pessoas assistem diariamente. www.fisicaatual.com.br
    • Um exemplo de aplicação de espelhos parabólicos é o forno solar de Odeillo, nos Pirineus franceses, um colossal espelho parabólico (formado por 9.500 espelhos planos individuais), com a altura de um edifício de sete andares, focaliza os raios solares em um forno dentro da torre do coletor, fazendo-o alcançar temperaturas de até 3.800 ºC, o suficiente para abrir um furo de 30 cm de diâmetro numa chapa de aço de 3/8 de polegada de espessura, em apenas 60 segundos. A potência é de 1 MW. heliostatos Torre do coletor
    • Sessenta e três espelhos planos (heliostatos), instalados em oito terraços, refletem a radiação solar sobre os sete andares do refletor parabólico. Cada posição dos heliostáticos é calculada de modo que a luz refletida seja paralela ao eixo de simetria do parabolóide. O refletor em seguida, concentra a energia na zona focal de cerca de 18 metros na frente do parabolóide ( torre de coleta) www.fisicaatual.com.br Torre de coleta heliostatos
    • Foco de um espelho convexo O foco de um espelho convexo é virtual: F < 0 Foco Principal Virtual www.fisicaatual.com.br V C F
    • 1) Todo raio que incide passando pelo centro de curvatura reflete sobre si mesmo Raios principais de um espelho côncavo www.fisicaatual.com.br
    • 2) Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal, reflete passando pelo foco. www.fisicaatual.com.br
    • 3) Todo raio que incide pelo foco, reflete paralelamente ao eixo principal www.fisicaatual.com.br
    • 1) Todo raio que incide na direção do centro de curvatura reflete sobre si mesmo Raios principais de um espelho convexo www.fisicaatual.com.br
    • 2) Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal, reflete na direção do foco www.fisicaatual.com.br
    • 3) Todo raio que incide na direção do foco, reflete paralelamente ao eixo www.fisicaatual.com.br
    • Construção Gráfica das Imagens Posição do Objeto: Antes do ponto C Posição da Imagem Entre F e C Características da Imagem
      • Real
      • Menor que o objeto
      • Invertida
      Construção das Imagens – Espelhos Côncavos www.fisicaatual.com.br V C F
    • Posição do Objeto: No ponto C Posição da Imagem No ponto C Características da Imagem
      • Real
      • Mesmo tamanho que o objeto
      • Invertida
      www.fisicaatual.com.br V F C
    • Posição do Objeto: Entre C e F Posição da Imagem Antes do ponto C Características da Imagem
      • Real
      • MAIOR que o objeto
      • Invertida
      www.fisicaatual.com.br V C F
    • Posição do Objeto: Coincidente com F Características da Imagem
      • Imagem Imprópria ( se forma no infinito)
      www.fisicaatual.com.br V C F
    • Posição do Objeto: Entre F e V Posição da Imagem Atrás do espelho Características da Imagem
      • Virtual
      • MAIOR que o objeto
      • Direita
      www.fisicaatual.com.br V C F
    • Imagem real formada por espelho côncavo Imagem virtual formada por espelho côncavo frente atrás frente atrás
    • Posição do Objeto: Qualquer posição Posição da Imagem Atrás do espelho (Entre V e F ) Características da Imagem
      • Virtual
      • menor que o objeto
      • Direita
      Construção das Imagens – Espelhos Convexos V C F
    • Imagem virtual formada por espelho convexo www.fisicaatual.com.br frente atrás
    • ESPELHOS RETROVISORES Os automóveis de fabricação nacional são equipados, na sua maioria, com espelhos retrovisores planos do lado esquerdo e convexos do lado direito. No caso do espelho do lado direito, a distância deste para o observador - o motorista - é maior, quando comparada com o espelho do lado esquerdo. Daí a necessidade de se ter, pelo menos do lado direito, espelho convexo. Prevê-se que num futuro próximo todos os automóveis nacionais estejam equipados com espelhos convexos, também do lado esquerdo, a exemplo do que ocorre com a maioria dos importados. O problema que se apresenta é que, com a convexidade, tem-se a ilusão de que o objeto refletido no espelho esteja em distância superior à real. E é ainda mais grave quando sabe-se que para cada modelo de automóvel, - devido à ergonomia e às diferentes medidas de carrocerias existentes - tem-se espelhos com convexidades específicas. Com isso, objetos posicionados na mesma distância com relação ao espelho retrovisor externo apresentam imagens de tamanhos diferentes para cada modelo de veículo. www.fisicaatual.com.br
    • Generalizações www.fisicaatual.com.br
      • Toda imagem real é invertida;
      • Toda imagem virtual é direta;
      • Apenas o espelho côncavo forma imagem real, embora ele também possa formar imagem virtual;
      • A imagem virtual pode ser formada por qualquer espelho. Se for ampliada, o espelho é côncavo; se for reduzida, o espelho é convexo; e se for do mesmo tamanho que o objeto o espelho é plano.
    • f = distância focal do espelho d i = distância da imagem ao espelho d o = distância do objeto ao espelho Equações www.fisicaatual.com.br
      • f > 0 côncavo
      • f < convexo
      • di > 0 imagem real
      • di < 0 imagem virtual
      Convenção de Sinal www.fisicaatual.com.br
      • A= aumento linear
      • H i = altura da imagem
      • H o = altura do objeto
      Aumento linear www.fisicaatual.com.br