Óptica - Física nos Vestibulares

A parte da Física que estuda os fenômenos provocados pela Luz é a óptica geométrica da qual falaremos um pouco hoje. Para começarmos o estudo sobre a reflexão em espelhos planos precisamos primeiro entender o que é Luz – trata-se de uma onda eletromagnética com a maior velocidade possível na natureza, a qual apresenta uma dualidade, pois também possui características de partícula.

Em meio homogêneo, como o ar, a luz se propaga retilineamente, podendo ocorrer os fenômenos da reflexão, refração e absorção quando ela incide numa superfície que separa dois meios. Há dois tipos de Reflexão, a Regular que permite a formação de imagem, e a Difusa que permite a visualização dos objetos.

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Leis da Reflexão - nos espelhos planos o raio incidente, o raio refletido e a reta normal à superfície se situam no mesmo plano (são coplanares) e o ângulo de reflexão e o de incidência possuem a mesma medida.

 Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual

Os espelhos planos (de superfície lisa e polida) formam imagens direitas, virtuais (lado de “dentro” do espelho), enantiomórficas e simétricas ao objeto.  Por exemplo: quando estendemos o braço direito, a imagem refletida no espelho estenderá o braço esquerdo, ou seja, refletindo ao contrário – a isso da se o nome de Enantiomorfismo.

Resumo das Propriedades da Imagem formada pelo Espelho Plano:

* a imagem refletida tem o mesmo tamanho do objeto; 

* imagem e objeto não se sobrepõem (são contrarias - enantiomórficas)

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* Campo Visual - é a região que o observador vê por reflexão no espelho, para defini-lo basta projetar onde estaria o observador no espelho e traçar retas ate os limites do espelho (como na figura acima). 

* Quando o espelho translada uma distancia x, a imagem move-se uma distancia 2x. O mesmo ocorre com a velocidade, se o espelho mover-se com v, a imagem move-se com 2v. (para um referencial em que o objeto mantem-se fixo)

* Quando um espelho plano Rotaciona um angulo a , o raio refletido desloca-se 2a em relação ao original (desvio).

* O número de Imagens Formadas numa associação de dois espelhos planos depende do angulo b entre eles: n=360/b -1

Exercícios de Vestibulares

1) (UNESP) Dois espelhos planos E1 e E2 formam um ângulo de 110º entre si. Um raio de luz que incide em E, com um ângulo de 40º, como mostra a figura ao lado, é refletido sucessivamente por E1 e E2

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O ângulo que o raio refletido por E2 forma com o plano de E2 é igual a:

a) 20º       b) 30º       c) 40º       d) 50º       e) 60º  

2) (U.F.RGS) O ângulo entre o raio de luz que incide num espelho plano e a normal à superfície do espelho é igual a 35º. Nesse caso o ângulo entre o espelho e o raio refletido é igual a:

a) 20º       b) 35º       c) 45º       d) 55º       e) 65º  

3) (U.F. ALAGOAS) No enunciado desta questão existem três afirmativas: I, II e III. Para respondê-la considere as seguintes alternativas: Considere um raio de luz que reflete numa superfície plana. O raio incidente é I e o raio refletido é R. O ângulo de incidência é Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios alfaa e de reflexão é Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios beta 

I – Os raios I e R estão num mesmo plano.
II – O ângulo Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios alfa é igual ao ângulo Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios beta.
III – Para os ângulos Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios alfa e Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios beta vale a relação: 0º Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios alfa Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios menor + Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios beta Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios menor 180º

a) Somente I é verdadeira.
b) Somente II é verdadeira.
c) Somente III é verdadeira.
d) Somente I e II são verdadeiras.
e) I, II e III são verdadeiras.  

4) (FUVEST) Dois espelhos planos verticais formam um ângulo de 120º, conforme a figura. Um observador está no ponto A. Quantas imagens de si mesmo ele verá?

Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios ex reflexao espelhos 4a) 4       b) 2       c) 3       d) nenhuma       e) infinitas  

5) Fuvest 2012 (Segunda Fase) Um rapaz com chapéu observa sua imagem em um espelho plano e vertical. O espelho tem o tamanho mínimo necessário, y = 1,0 m, para que o rapaz, a uma distância d = 0,5 m, veja a sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés. A distância de seus olhos ao piso horizontal é h = 1,60 m. A figura da página de resposta ilustra essa situação e, em linha tracejada, mostra o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem do ponto mais alto do chapéu.

a) Desenhe, na figura da página de resposta, o percurso do raio de luz relativo à formação da imagem da ponta dos pés do rapaz.

b) Determine a altura H do topo do chapéu ao chão.

c) Determine a distância Y da base do espelho ao chão.

d) Quais os novos valores do tamanho mínimo do espelho ( y’ ) e da distância da base do espelho ao chão ( Y’ ) para que o rapaz  veja sua imagem do topo do chapéu à ponta dos pés, quando se afasta para uma distância d’ igual a 1 m do espelho?

NOTE E ADOTE: O topo do chapéu, os olhos e a ponta dos pés do rapaz estão em uma mesma linha vertical.

Reflexão em Espelhos Planos, Propriedades da Imagem, Campo Visual   Exercícios fuvesta) ……..  b) 2,0 m      c) 0,8 m   d) y’= 1,0 m e Y’= 0,8m (resolução com explicação no site www.curso-objetivo.br nas resoluções comentadas)

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