terça-feira, 20 de outubro de 2009

5. ESPELHOS CÔNCAVOS


Espelhos C
ôncavos

Os espelhos côncavos são encurvados (abaulados) para dentro. Trata-se de uma superfície esférica que apresenta na parte interna o seu lado refletor.

D
ependendo da posição que o objeto ocupa diante desse espelho podemos obter uma imagem conjugada real ou ainda virtual, quando o objeto situa-se sobre o plano focal do espelho.

A sua orientação pode apresentar-se direita ou invertida, respectivamente, para imagens
virtuais e reais, dependendo da posição do objeto em relação ao espelho.

Os espelhos côncavos são muito usados por mulheres para passar maquiagem no rosto, pois amplia a imagem.




Objetivo

    Este experimento tem por objetivo construir um espelho côncavo bem como observar como os raios de luz se comportam quando são refletidos por ele.

Contexto

    Sabe-se que quando um raio de luz incide em um espelho plano, é refletido com o mesmo ângulo com o qual incidiu em relação à normal. Um espelho esférico é constituído de uma superfície lisa e polida com formato esférico. Se a parte refletora for interna será um espelho côncavo caso a superfície refletora seja a parte externa será um espelho convexo. Se encurvarmos este espelho, de modo que a superfície refletora assuma uma forma côncava, isto não ocorre. Neste caso teremos um espelho côncavo que obedece à algumas propriedades. Uma delas, e a mais interessante neste caso, é que raios que incidem paralelamente ao eixo central desse espelho côncavo, são refletidos passando pelo foco do mesmo, como na figura abaixo. Foco, ou distância focal, é a metade do raio de curvatura do espelho.

    F é o foco, C é o centro de curvatura e V é o vértice do espelho

A posição e o tamanho das imagens formadas pelos espelhos côncavos podem ser determinados a partir do comportamento dos raios que saem do objeto e incidem o espelho, podemos pegar apenas três raios notáveis para determinar as características da imagem:

1- Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal é refletido passando pelo foco(F), e o caminho inverso também ocorre.

2- Todo raio que incide sobre o centro de curvatura(C) reflete-se sobre si mesmo.

3- Todo raio que incide sobre o vértice(V) é refletido simetricamente em relação ao eixo principal. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Características das imagens nos espelhos esféricos

As características das imagens nos espelhos esféricos mudam de acordo com quando mudamos a posição do objeto na frente do espelho.

Temos dois tipos de imagem, virtual e real:

*Imagem virtual: é vista no ponto de encontro dos prolongamentos dos raios refletidos

*Imagem real: é vista em um ponto onde realmente passam os raios refletidos

Podemos dizer como as imagens irão se comportar sabendo qual a posição do objeto em relação ao espelho:

Características das imagens nos Espelhos Côncavos

1- Objeto localizado antes do centro de curvatura(C):
A imagem é real, está posicionada entre o centro de curvatura(C) e o foco(F), é invertida e o seu tamanho é menor que o objeto.

2- Objeto localizado sobre o centro de curvatura (C):
A imagem é real, está posicionada sobre o centro de curvatura(C), é invertida e tem o mesmo do objeto.

3- Objeto localizado entre o centro de curvatura (C) e o foco (F):
A imagem é real, está posicionada antes do centro de curvatura(C), é invertida e o seu tamanho é maior que o objeto.

4- Objeto localizado sobre o foco(F):
A imagem é imprópria, pois os raios de luz saem paralelos.

5- Objeto localizado entre o foco(F) e o vértice(V):
A imagem é virtual, está posicionada atrás do espelho ou depois do vértice(V), é direita e o seu tamanho é maior que o objeto.

Idéia do Experimento

    Um pente e uma lanterna são utilizados para formar feixes luminosos paralelos. Ao interceptar os feixes com um espelho côncavo, observa-se que os raios luminosos são refletidos por ele, passando por um ponto que é a metade do seu raio, ou seja, o foco.

Tabela do Material

Item Comentários
Garrafa Pet de 2L de refrigerante Ou qualquer outro objeto/embalagem que possa fornecer um anel com diâmetro semelhante.
Embalagem dos Salgadinhos ELMA CHIPS Utilizamos uma embalagem de BACONZITOS, mas pode ser utilizada a embalagem de qualquer outro salgadinho desta marca. Pode-se utilizar também uma embalagem de pó de café que é feita de um material muito parecido.
Pente
Lanterna
Cola branca

Montagem

  • Corte a garrafa transversalmente de modo a formar um anel (Figura 1).
  • Corte o anel ao meio de forma que visto de cima seja um semi-círculo (Figura 2).
  • Cole um pedaço da embalagem de salgadinho (com o mesmo tamanho da parte da garrafa) na face côncava do "semi-círculo", tendo cuidado para que a face mais refletora da embalagem fique voltada para a concavidade do "semi-círculo", com a finalidade de se formar um espelho côncavo. A face mais refletora da embalagem é o lado de dentro.
  • Ilumine, com a lanterna, a superfície na qual será realizada a experiência, fazendo com que o feixe de luz gerado pela lanterna fique quase paralelo à esta superfície.
  • Coloque o pente na frente deste fixe na posição vertical ("em pé").
  • A luz gerada pela lanterna foi dividida em pequenos feixes. Colocando o espelho côncavo na frente desses feixes, é possível observar que eles são refletido em direção ao foco do espelho.

Comentário

  • Melhores resultados serão obtidos se a lanterna permanecer o mais longe possível do pente.
  • Utilizando os mesmos princípios também é possível construir um espelho convexo apenas colando o pedaço da embalagem do outro lado da parte retirada da garrafa.


Esquema Geral de Montagem

Os raios andam paralelos às sombras, que são mais facilmente visualizadas.


Procedimentos e Questões:

  • Observe a trajetória de raios refletidos.
  • Identifique o foco e o centro de curvatura e o vértice do espelho.
  • Quais são as características das imagens que se formam num espelho côncavo?
  • Descreva, com suas próprias palavras, o que acontece com os raios de luz refletidos no espelho.

OBS: se não quiser, ou estiver com preguiça de fazer o espelho, nos camelôs você encontra espelhos côncavos por R$ 2,00 ou R$ 3,00.

4 comentários:

  1. Eu fiz e naum deu certo!tirei um zero em Fisica!
    por sua causa!
    :@
    e eu fiz com o baconzitos,da elma chips!

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  2. graça a essa experiência mim dei bem na escola..

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  3. Olá, gostaria de saber onde posso comprar espelhos concavos para fazer experimento de física.
    Gratidão, meu mail é mhfrois@gmail.com

    Parabens pelo blog, superbacana!!!

    abcs

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