Espelhos Esféricos

Espelho Côncavo Espelho Convexo Luz Luz

Aplicação FONTE DE PRODUÇÃO DE FOGO Esta funcionalidade só é alcançada com o emprego de espelhos côncavos, obtendo-se melhores resultados com os parabólicos. O processo ocorre da seguinte maneira: a superfície refletora é exposta a raios solares (em um local sem sombra), os quais convergem ao foco do espelho. Logo, há elevada concentração de energia térmica no lugar onde está o foco e, caso seja posto um material favorável à queima nesta exata posição, ocorre produção de fogo.

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. Torre do coletor heliostatos

Prédio reflete luz do sol e jornalista frita ovo na calçada em Londres Quando o clarão aparece na calçada, é  preciso se proteger. No cabeleireiro, o anúncio ficou  torto; o carpete, queimado. Um carro ficou com a lataria e o espelho retrovisor com marcas de derretimento. Depois de alguns minutos no local, a gente começa a suar, sente o cabelo e a pele queimando. A temperatura do solo: 92°C. Os arquitetos que tiveram essa ideia meio desastrada agora vão ter que esquentar a cabeça para achar a solução.

Aplicação FAROL DE AUTOMÓVEIS Neste elemento deseja-se obter feixes de luz refletidos de forma plenamente paralela, pois isto favorece a iluminação de objetos à média e longa distância. Para que esta condição seja cumprida, na maioria das vezes é utilizado um espelho côncavo parabólico no fundo do farol. A lâmpada, a qual é colocada no foco do espelho, emite raios luminosos divergentes, que são refletidos em feixes paralelos.

Aplicação ESPELHOS ODONTOLÓGICOS Esses espelhos são espelhos côncavos onde o objeto se situa bem próximo. Eles não são utilizados somente por profissionais da área de Odontologia, muitos engenheiros e técnicos utilizam esse espelhos para proporcionar uma boa visão de pequenas frestas, espaços e cantos de equipamentos.

Imagem: Real, Invertida e Menor Formação de Imagens Objeto C F V Imagem Imagem: Real, Invertida e Menor

Imagem: Real, Invertida e Igual Formação de Imagens Objeto C F V Imagem Imagem: Real, Invertida e Igual

Imagem: Real, Invertida e Maior Formação de Imagens Objeto C F V Imagem Imagem: Real, Invertida e Maior

Formação de Imagens Objeto C F V Imagem Imprópria

Imagem: Virtual, Direita e Maior Formação de Imagens Objeto C F V Imagem Imagem: Virtual, Direita e Maior

Imagem: Virtual, Direita e Menor Formação de Imagens Objeto V F C Imagem Imagem: Virtual, Direita e Menor

Página 40 F1) Utilizando um espelho esférico côncavo de raio de curvatura 2 m e um espelho plano, um caminhãozinho de brinquedo, colocado com suas rodinhas apoiadas sobre o chão a 0,5 m do espelho côncavo, é observado por uma pessoa posicionada no ponto A, conforme a montagem óptica esquematizada na figura 1. Do mesmo ponto A, a pessoa também pode observar o caminhãozinho diretamente. A imagem observada com o uso do arranjo de espelhos ideais, comparada à obtida diretamente pelo observador, está melhor representada na alternativa

F3) Os elevados custos da energia, aliados à conscientização da necessidade de reduzir o aquecimento global, fazem ressurgir antigos projetos, como é o caso do fogão solar. Utilizando as propriedades reflexivas de um espelho esférico côncavo, devidamente orientado para o Sol, é possível produzir aquecimento suficiente para cozinhar ou fritar alimentos. Suponha que um desses fogões seja constituído de um espelho esférico côncavo ideal e que, num dado momento, tenha seu eixo principal alinhado com o Sol.

Na figura, P1 a P5 representam cinco posições igualmente espaçadas sobre o eixo principal do espelho, nas quais uma pequena frigideira pode ser colocada. P2 coincide com o centro de curvatura do espelho e P4, com o foco. Considerando que o aquecimento em cada posição dependa exclusivamente da quantidade de raios de luz refletidos pelo espelho que atinja a frigideira, a ordem decrescente de temperatura que a frigideira pode atingir em cada posição é:

Página 78 P12) Ao estacionar seu carro, o motorista percebeu a projeção da imagem da pequena lâmpada acesa de um dos  faroletes, ampliada em 5 vezes, sobre a parede vertical adiante do carro. Em princípio, o farolete deveria projetar raios de luz paralelos, já que se tratava de um farol de longo alcance. Percebeu, então, que o conjunto lâmpada-soquete tinha se deslocado da posição original, que mantinha a  lâmpada a 10,0 cm da superfície espelhada do espelho esférico côncavo existente no farol. Considerando que  o foco ocupa uma posição adiante do vértice do espelho, sobre o eixo principal, é possível concluir que, agora,  a lâmpada se encontra a.

A) 2,0 cm atrás do foco. B) 1,0 cm atrás do foco A) 2,0 cm atrás do foco. B) 1,0 cm atrás do foco. C) 0,5 cm atrás do foco. D) 0,5 cm adiante do foco. E) 2,0 cm adiante do foco 

P13) O esquema a seguir representa o eixo principal (r) de um espelho esférico, um objeto real O e sua imagem i conjugada pelo espelho. Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto afirmar que o espelho é côncavo e seu vértice se encontra em d. b) côncavo e seu foco se encontra em c. c) côncavo e seu centro se encontra em e. d) convexo e seu vértice se encontra em c. e) convexo e seu foco se encontra em e.

6u 2u A B C D E

P16) Um automóvel tem três espelhos: um plano, usado no retrovisor interno; um convexo, usado no retrovisor externo; um côncavo, usado para ampliar imagens do rosto do passageiro dianteiro. A imagem formada por cada um desses três espelhos é, respectivamente, real, virtual e real Virtual, real e real Virtual, virtual e real Virtual, virtual e virtual

Página 75 F1) Dois espelhos planos, estão posicionados perpendicularmente entre si, como na figura a seguir: Um carrinho de brinquedo passa na frente dos espelhos, movendo-se, como na figura. Observador

Estudo Analítico p o C F V i p’ Equação de Gauss: Aumento Linear:

Mais Aplicações

Aberração esférica Condições de Gauss Os raios refletidos não se concentram num único ponto. 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.

As antenas parabólicas são espelhos As antenas parabólicas são espelhos. Elas são construídas para refletir ondas de radiofrequências, que têm comprimento de onda muito maior que o da luz. Para esses comprimentos de onda, quase todas as superfícies são espelhos, mesmo que sejam cheias de buracos, como uma tela de arame. 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.

Página 97 P15)O esquema a seguir representa o eixo principal (r) de um espelho esférico, um objeto real O e sua imagem i conjugada pelo espelho

Considerando os pontos a, b, c, d, e é correto afirmar que o espelho é a) côncavo e seu vértice se encontra em d. b) côncavo e seu foco se encontra em c. c) côncavo e seu centro se encontra em e. d) convexo e seu vértice se encontra em c. e) convexo e seu foco se encontra em e.

P16) Um quadrado está localizado sobre o eixo principal de um espelho esférico côncavo conforme figura. Sabe-se que o vértice inferior esquerdo do quadrado está localizado exatamente sobre o centro de curvatura do espelho.

Pode-se afirmar que a imagem do quadrado tem a forma de um: b) triângulo          c) retângulo          d) trapézio           e) losango

P18) Um automóvel tem três espelhos: um plano, usado no retrovisor interno; um convexo, usado no retrovisor externo; um côncavo, usado para ampliar imagens do rosto do passageiro dianteiro. A imagem formada por cada um desses três espelhos é, respectivamente, real, virtual e real Virtual, real e real Virtual, virtual e real Virtual, virtual e virtual.