PRINCÍPIOS DA PROPAGAÇÃO DA LUZ

- PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA

- PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS DE LUZ

- PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DE RAIOS LUMINOSOS

Reflexão da Luz

É um fenômeno físico no qual ocorre a mudança da direção de propagação da luz (desde que o ângulo de incidência não seja de 90°). Ou seja, consiste no retorno dos feixes de luz incidentes em direção à região de onde ela veio, após os mesmos entrarem em contato com uma determinada superfície refletora.

Figura : Raio Incidente e Raio Refletido 

Note se que o Ângulo de Incidência (Oi) do Raio de Luz Incidente é igual ao do Ângulo de Reflexão (Or), do Raio de Luz Refletido, conforme esta indicado na figura abaixo.

 

Figura: O Ângulo de Incidência é igual ao Ângulo de Reflexão 

ESPELHO PLANO

1- REPRESENTAÇÃO

As hachuras representam a parte opaca do espelho plano.

2- FORMAÇÃO DE IMAGENS:

Quando você vê a imagem fornecida por um espelho plano de um objeto, ela parece se situar atrás do espelho. Essa imagem formada no prolongamento dos raios refletidos é que denominamos de imagem virtual (figura).

Figura :Formação de imagens em espelho plano

A imagem real se forma na intersecção dos raios refletidos.

Vamos determinar as características da imagem fornecida por um espelho plano, em duas situações:

a) Imagem I fornecida de um ponto objeto O

Figura: Imagem I fornecida por um espelho plano de um ponto objeto O.

Observe que a imagem I fornecida pelo espelho plano do objeto O é formada no prolongamento dos raios refletidos, sendo portanto uma imagem virtual.

Vamos, por convenção, considerar a distância imagem q de uma imagem virtual, negativa, e a de uma imagem real, positiva.

Para espelhos planos a distância objeto (p), é igual, em valor absoluto, à distância imagem (q).

b) Imagem II' fornecida de um objeto extenso OO'

θ i = ângulo de incidência

θ r = ângulo de reflexão

p = distância objeto que é a distância do objeto ao espelho

q = distância imagem que é a distância da imagem ao espelho

b) Imagem II' fornecida de um objeto extenso OO'

Figura: Imagem II' de um objeto extenso OO'

Ampliação ou aumento é a razão entre o tamanho imagem e o tamanho objeto e é dada pela expressão:

A = H'/H (4)

Quando você vê uma imagem no espelho plano, pode observar que o tamanho imagem é igual ao tamanho objeto, ou seja, a ampliação A é igual 1.

Para espelhos planos temos que o tamanho imagem é igual ao tamanho objeto.

H = tamanho objeto

H' = tamanho imagem

b) Imagem II' fornecida de um objeto extenso OO'

Observação: Quando você vai ler alguma coisa através da imagem fornecida pelo espelho plano pode observar que a imagem está invertida, ou seja, é uma imagem especular. Para um ponto objeto que está à direita, o ponto imagem correspondente se apresenta à esquerda, e vice-versa (figura).

Figura: Imagem especular fornecida por um espelho plano.

No nosso dia-a-dia encontramos uma aplicação prática para esta propriedade dos espelhos. Nos carros de socorro (ambulância) o nome é escrito ao contrário. Isso para, refletido pelos espelhos retrovisores dos carros à frente, o nome ser lido com facilidade.

ESPELHOS PLANOS

http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=tex&cod=_imagemnosespelho

EXERCÍCIOS

Princípios da propagação da luz

- Princípio da propagação retilínea

Nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta.

Este princípio é facilmente observado no nosso cotidiano: o feixe de luz proveniente de um holofote; qualquer processo de alinhamento; mira para atirar em uma alvo; formação de sombras; formação de imagens e outros.

Em meios heterogêneos a luz não se propaga necessariamente em linha reta. Como exemplo temos a atmosfera terrestre que aumenta a densidade com a altitude decrescente; em conseqüência disso os raios provenientes dos astros se encurvam ao se aproximarem da superfície terrestre, fenômeno conhecido como refração atmosférica (será estudada em refração).

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Princípios da propagação da luz

- Princípio da independência dos raios de luz

A propagação da luz independe da existência de outros raios de luz na região que atravessa.

Este princípio você observa quando um palco é iluminado por dois feixes de luz provenientes de dois holofotes. A trajetória de um raio de luz não é modificada pela presença de outros: cada um segue sua trajetória como se os outros não existissem (fig. 1).

Fig. 1 Princípio da indepêndencia dos raios de luz

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Princípios da propagação da luz

- Princípio da reversibilidade de raios luminosos

A trajetória seguida pelo raio luminoso independe do sentido do percurso.

Considere que um raio faz o percurso ABC tanto no fenômeno da reflexão (fig. 2a) como na refração (fig.2b). Se o raio de luz fizer o percurso no sentido contrário CBA, a trajetória do raio será a mesma.

Fig.2 Reversibilidade dos raios luminosos na (a) Reflexão e (b) Refração

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Ângulo de Incidência (OI) é o ângulo medido a partir de uma linha imaginária, perpendicular ao plano da superfície, chamada de Normal, que refletiu o Raio de Luz, conforme podemos ver na figura.

 

Figura: Ângulo de Incidência 

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Ângulo de Reflexão (Or) é o ângulo formado a partir de uma linha imaginária, perpendicular ao plano da superfície e o Raio de Luz, que foi refletido conforme podemos ver na figura. 

Figura: Ângulo de Reflexão 

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Provaremos a seguir que a distância objeto para espelhos planos é igual, em valor absoluto, à distância imagem, ou seja, p = -q.

Nos triângulos OVV' e IVV', obtemos:

tg θ = VV'/p (1)tg θ'= VV'/-q (2)Temos que, pela lei da reflexão:

θ i = θ r

Logo 'tg θ = tg θ '

Substituindo nas expressões (1) e (2), temos que:p = - q (3)

Portanto temos que:

Para espelhos planos a distância objeto (p), é igual, em valor absoluto, à distância imagem (q).

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Vamos provar que a ampliação é igual a 1 para espelhos planos.

No triângulo VOO': tg θ i = H / p

No triângulo VII': tg θ = tg θ r = H'/ -q

Como θ i = θ r (lei da reflexão) e tg θ i = tg θ r, temos que:

H/ p = H'/-q

H'/ H = p/-q

Como A = H'/ H (4) e p = -q (3), temos que:  A =A'/ H = p / -q = 1 (5)

Para espelhos planos temos que o tamanho imagem é igual ao tamanho objeto.

H = tamanho objeto

H' = tamanho imagem

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