Captulo 34 Imagens

34.2 Dois Tipos de Imagens

Para que algum possa ver um objeto, preciso que os olhos interceptem alguns dos raios luminosos que partem do objeto e os redirecione para a retina. O sistema visual identifica arestas, orientaes, texturas, formas e cores, e oferece conscincia uma imagem (uma reproduo obtida a partir de raios luminosos) do objeto. Se a imagem depende de um observador para existir e pode corresponder ou no a um objeto real, chamada de imagem virtual. Se a imagem no depende de um observador para existir, como as imagens que so projetadas nas telas de cinema, chamada de imagem real.

34.2 Exemplo de Imagem Virtual: Uma Miragem

34.3 Espelhos Planos

O espelho uma superfcie que reflete um raio luminoso em uma

direo definida em vez de absorv-lo ou espalh-lo em

todas as direes. Uma superfcie metlica polida se

comporta como um espelho; uma parede de concreto, no. Um

espelho plano uma superfcie refletora plana.

34.3 Espelhos Planos

34.3 Espelhos Planos: Objetos Maiores

34.3 Labirinto de Espelhos

Em um labirinto de espelhos (Fig. 34-7), as paredes so cobertas de espelhos do piso at o teto. Andando no interior de um desses labirintos, o que se v na maioria das direes uma superposio confusa de reflexos.

34.4 Espelhos Esfricos

Um espelho cncavo possui as seguintes caractersticas: 1. O centro de curvatura C (o centro da esfera qual pertence a superfcie do espelho) estava a uma distncia infinita no caso do espelho plano; agora est mais prximo, frente do espelho. 2. O campo de viso (a extenso da cena vista pelo observador) menor que o do espelho plano. 3. A distncia da imagem maior que a do espelho plano. 4. O tamanho da imagem maior que o do espelho plano. por isso que muitos espelhos de maquiagem so cncavos.

34.4 Espelhos Esfricos

Se f a distncia focal (distncia entre o centro do espelho e o ponto focal) e r o raio de curvatura do espelho,

34.4 Espelhos Esfricos: Influncia da Posio do Objeto

Quando os raios luminosos de um objeto fazem apenas pequenos ngulos com o eixo central de um espelho esfrico, a distncia do objeto, p, a distncia da imagem, i, e a distncia focal, f, esto relacionadas atravs da equao O tamanho de um objeto ou imagem, medido perpendicularmente ao eixo central do espelho, chamado de altura do objeto ou imagem. Seja h a altura de um objeto e h a altura da imagem. Nesse caso, a razo h/h chamada de ampliao lateral do espelho e representada pela letra m.

34.5 Imagens Produzidas por Espelhos Esfricos

34.5 Imagens Produzidas por Espelhos Esfricos

Podemos localizar uma imagem usando os seguintes raios: 1. Um raio inicialmente paralelo ao eixo central, que passa pelo ponto focal F depois de ser refletido pelo espelho (raio 1 da Fig. 34-11a). 2. Um raio que passa pelo ponto focal F e se torna paralelo ao eixo central depois de ser refletido pelo espelho (raio 2 da Fig. 34-11a). 3. Um raio que passa pelo centro de curvatura C do espelho e volta a passar pelo centro de curvatura depois de ser refletido (raio 3 da Fig. 34-11b). 4. Um raio que incide no centro c do espelho e refletido com um ngulo de reflexo igual ao ngulo de incidncia (raio 4 da Fig. 34-11b).

Considere o raio 4 da Fig. 34-11b. O raio refletido no ponto c do espelho e, portanto, o ngulo de incidncia e o ngulo de reflexo so iguais. Como os tringulos retngulos abc e dec da figura so semelhantes (possuem os mesmos ngulos), podemos escrever

34.5 Imagens Produzidas por Espelhos Esfricos

A razo do lado esquerdo (a menos do sinal) a ampliao lateral m do espelho. Como s imagens invertidas associada uma ampliao lateral negativa, chamamos a razo de m. Como cd = i e ca = p, temos:

Exemplo: Imagem Produzida por um Espelho Esfrico

34.6 Refrao em Interfaces Esfricas

34.6 Refrao em Interfaces Esfricas

Exemplo: Imagem Produzida por uma Superfcie Refratora

34.7 Lentes Delgadas Uma lente um corpo transparente limitado por duas superfcies refratoras com um eixo central em comum. Esse eixo central comum o eixo central da lente. Uma lente que faz com que raios luminosos inicialmente paralelos ao eixo central se aproximem do eixo chamada de lente convergente; uma lente que faz com que os raios se afastem do eixo central chamada de lente divergente. Lente delgada uma lente cuja largura na parte mais espessa muito maior que a distncia do objeto, que a distncia da imagem e que os raios de curvatura das suas superfcies da lente. Considerando apenas os raios luminosos que fazem ngulos pequenos com o eixo central e chamando de f a distncia focal da lente, temos: e Essa ltima equao chamada de equao do fabricante de lentes.

34.7 Lentes Delgadas

34.7 Lentes Delgadas

34.7 Lentes Delgadas

Um raio inicialmente paralelo ao eixo central da lente passa pelo ponto focal F2 (raio 1 da Fig. 34-16a).

Um raio que passa pelo ponto focal F1 sai da lente, paralelo ao eixo central (raio 2 da Fig. 34-16a). Um raio que passa pelo centro da lente sai da lente sem mudar de direo (raio 3 da Fig. 34-16a).

34.7 Lentes Delgadas: Como Localizar Imagens Traando Raios

1a parte Ignorando a lente 2, localizamos a imagem I1 produzida pela lente 1. Verificamos se a imagem est esquerda ou direita da lente, se real ou virtual e se tem a mesma orientao que o objeto. Calculamos a ampliao lateral m1. 2a parte Ignorando a lente 1, tratamos I1 como o objeto da lente 2 e localizamos a imagem I2 produzida pela lente 2.

Se I1 est direita da lente 2 (do outro lado da lente 2), consideramos a distncia do objeto p2 como um nmero negativo para localizar a posio final da imagem, I2. Finalmente, calculamos a ampliao lateral m2. A ampliao total dada portion is: Se M positivo, a imagem final tem a mesma orientao que o objeto.

34.7 Lentes Delgadas: Sistema de Duas Lentes

Exemplo: Imagem Produzida por uma Lente Simtrica Delgada

Exemplo: Imagem Produzida por um Sistema de Duas Lentes Delgadas

Exemplo: Imagem Produzida por um Sistema de Duas Lentes Delgadas (cont.)

34.8 Instrumentos ticos: Lente de Aumento Simples O olho humano normal s capaz de focalizar uma imagem de um objeto na retina (situada no fundo do olho) se a distncia entre o objeto e o olho for maior que a de um ponto conhecido como ponto prximo, representado pelo smbolo Pp. Quando o objeto est a uma distncia menor que a do ponto prximo, a imagem na retina se torna indistinta. A Fig. 34-19a mostra um objeto O colocado no ponto prximo Pp de um olho humano. O tamanho da imagem produzida na retina depende do ngulo que o objeto ocupa no campo de viso. Aproximando o objeto do olho, como na Fig. 34-19b, aumentamos o ngulo e, portanto, a capacidade de distinguir detalhes do objeto. Entretanto, como o objeto agora est a uma distncia menor que o ponto prximo, no est mais em foco, ou seja, no pode ser visto com nitidez.

Se o objeto est a uma distncia menor que o ponto prximo, possvel tornar a imagem novamente ntida observando o objeto atravs de uma lente convergente, posicionada de tal forma que o objeto esteja ligeiramente mais prximo do olho que o ponto focal F1 da lente, que est a uma distncia da lente igual distncia focal f (Fig. 34-19c). O que o observador enxerga nesse caso a imagem virtual do objeto produzida pela lente.

34.8 Instrumentos ticos: Lente de Aumento Simples

O ngulo ' ocupado pela imagem virtual maior que o maior ngulo que o objeto sozinho pode ocupar e ser visto com nitidez. A ampliao angular m (que no deve ser confundida com a ampliao lateral m) do objeto dada por Supondo que o objeto O se encontra no ponto focal da lente e que os ngulos so suficientemente pequenos para que tan e tan , h/25 cm, h/f e

34.8 Instrumentos ticos: Microscpio Composto

Se a ampliao lateral produzida pela objetiva m e a ampliao total do microscpio M, temos:

34.8 Instrumentos ticos: Telescpio Refrator

Figura 34-21 (a) Diagrama esquemtico de um telescpio refrator. A objetiva produz uma imagem real I de uma fonte luminosa distante (o objeto), cujos raios chegam aproximadamente paralelos objetiva. (Na figura, uma das extremidades do objeto est no eixo central.) A imagem I, que se forma no local onde esto os pontos focais F2 e F1', se comporta como um objeto para a ocular, que produz uma imagem final virtual I' a uma grande distncia do observador. A objetiva tem uma distncia focal fob; a ocular tem uma distncia focal foc. (b) A imagem I tem uma altura h' e ocupa um ngulo ob do ponto de vista da objetiva e um ngulo oc do ponto de vista da ocular.

A ampliao angular m do telescpio oc/ob. De acordo com a Fig. 34-21b, no caso de raios prximos ao eixo central, podemos supor que ob h/fob e oc h/foc, o que nos d

34.9 Trs Demonstraes: Frmula dos Espelhos Esfricos

34.9 Trs Demonstraes: Superfcie Refratora Esfrica

34.9 Trs Demonstraes: Frmula das Lentes Delgadas

Nmero do slide 1Nmero do slide 2Captulo 34Nmero do slide 4Nmero do slide 5Nmero do slide 6Nmero do slide 7Nmero do slide 8Nmero do slide 9Nmero do slide 10Nmero do slide 11Nmero do slide 12Nmero do slide 13Nmero do slide 14Nmero do slide 15Nmero do slide 16Nmero do slide 17Nmero do slide 18Nmero do slide 19Nmero do slide 20Nmero do slide 21Nmero do slide 22Nmero do slide 23Nmero do slide 24Nmero do slide 25Nmero do slide 26Nmero do slide 27Nmero do slide 28Nmero do slide 29Nmero do slide 30Nmero do slide 31Nmero do slide 32Nmero do slide 33Nmero do slide 34Nmero do slide 35