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Física - Teoria: Espelhos Curvos

 
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Um espelho curvo formado por uma parte de uma esfera oca de vidro com uma superfície refletora (feita com depósitos de metal prateado) é também chamado de espelho esférico.

Um espelho côncavo é um espelho curvo com a superfície refletora no lado oco (feita com depósitos de metal prateado no lado curvo externo).

Um espelho convexo é um espelho curvo com a superfície refletora no lado externo (feita com depósitos de metal prateado no lado oco).

curved mirror

O pólo (representado pela letra P na figura) é definido como o centro geométrico do espelho curvo.

O centro de curvatura (representado pela letra C na figura) de um espelho curvo é definido como o centro da esfera oca de vidro do qual o espelho curvo fazia parte.

O raio de curvatura (representado por CP na figura) de um espelho curvo é definido como o raio da esfera oca de vidro do qual o espelho esférico fazia parte.
Note que qualquer reta partindo do centro de curvatura C em direção à superfície do espelho, a atinge a um ângulo reto (90o) e é igual ao raio de curvatura.

O eixo principal de um espelho curvo é definido como a linha imaginária passando através de seu pólo P e do centro de curvatura C.

O foco principal (representado pela letra F na figura) é definido como o ponto no eixo principal onde os raios de luz viajando paralelos ao eixo principal após a reflexão se encontram de fato (para um espelho côncavo) ou aparentam se encontrar (para um espelho convexo).
O foco principal fica situado na frente de um espelho côncavo e na parte de trás de um espelho convexo.

O comprimento focal (representado por FP na figura) é a distância entre o pólo P e o foco principal F de um espelho curvo.
Note que o comprimento focal é metade do raio de curvatura.
∴ Comprimento Focal = Raio de curvatura / 2

Para se construir diagramas de raios, as seguintes regras são importantes de se notar:
1. Qualquer raio de luz que viaje paralelo ao eixo principal é refletido pelo espelho curvo através do foco principal.
O raio tanto passa (em um espelho côncavo) ou aparenta passar (em um espelho convexo) através do foco principal.
2. Qualquer raio de luz que passe (em um espelho côncavo) ou aparente passar (em um espelho convexo) através do foco principal é refletido pelo espelho curvo paralelo ao eixo principal.
3. Qualquer raio de luz que passe (em um espelho côncavo) ou aparente passar (em um espelho convexo) através do centro de curvatura retraça sua trajetória inicial após a reflexão pelo espelho curvo.

Quando o objeto está no infinito no caso de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é real.
2. A imagem é invertida.
3. A imagem é altamente diminuída.
4. A imagem é formada no foco principal na frente do espelho côncavo.

Quando o objeto está entre o infinito e o centro de curvatura na frente de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é real.
2. A imagem é invertida.
3. A imagem é diminuída.
4. A imagem é formada entre o foco principal e o centro de curvatura na frente do espelho côncavo.

Quando o objeto está posicionado sobre o centro de curvatura na frente de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é real.
2. A imagem é invertida.
3. A imagem é do mesmo tamanho do objeto.
4. A imagem é formada no centro de curvatura na frente do espelho côncavo.

Quando o objeto está posicionado entre o foco principal e o centro de curvatura na frente de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é real.
2. A imagem é invertida.
3. A imagem é aumentada.
4. A imagem é formada além do centro de curvatura na frente do espelho côncavo, mas não no infinito.

Quando o objeto está posicionado sobre o foco principal na frente de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é real.
2. A imagem é invertida.
3. A imagem é altamente aumentada.
4. A imagem é formada no infinito na frente do espelho côncavo.

Quando o objeto está posicionado entre o pólo e o foco principal na frente de um espelho côncavo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é virtual.
2. A imagem é ereta.
3. A imagem é aumentada.
4. A imagem é formada atrás do espelho côncavo.

Quando o objeto está no infinito no caso de um espelho convexo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é virtual.
2. A imagem é ereta.
3. A imagem é altamente diminuída.
4. A imagem é formada no foco principal atrás do espelho convexo.

ray diagram for espelho convexo

Quando o objeto está posicionado em qualquer ponto entre o pólo e o infinito na frente de um espelho convexo,
a imagem formada possui as seguintes propriedades características.
1. A imagem é virtual.
2. A imagem é ereta.
3. A imagem é diminuída.
4. A imagem é formada entre o foco principal e o pólo do espelho convexo.

Imagens reais são sempre invertidas e podem ser projetadas em uma tela.
Espelhos côncavos geralmente produzem imagens reais e invertidas (exceto quando o objeto está entre o pólo e o foco principal).

Imagens virtuais são sempre eretas e não podem ser projetadas em uma tela.
Espelhos convexos sempre produzem imagens virtuais, eretas e diminuídas.

Espelhos côncavos atuam como espelhos convergentes.
Espelhos côncavos são usados como espelhos para barbear, refletores em lanternas e faróis de automóveis, e também por médicos e dentistas.

Espelhos convexos atuam como espelhos divergentes.
Espelhos convexos são usados como espelhos retrovisores por motoristas em veículos e como refletores nos postes de luz de rua.

Quiz de Física sobre Espelhos Curvos.
 

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