Transcript espelhos

Ciências Físico-químicas - 8º ano de escolaridade
Unidade 1 – SOM E LUZ
Reflexão da Luz e Espelhos
• Unidade 1 – Som e Luz
Objetivos
•
Interpretar e reconhecer a importância da reflexão e difusão da luz.
•
Distinguir e reconhecer a aplicabilidade das diferentes características das imagens fornecidas
pelos vários tipos de espelhos.
•
Reconhecer a propagação retilínea da luz e a utilização do conceito de raio luminoso;
•
Conhecer as leis da refração;
•
Distinguir entre reflexão regula ou especular e reflexão difusa ou irregular;
•
Caraterizar as imagens obtidas por espelhos planos;
•
Indicar algumas aplicações dos espelhos curvos;
•
Identificar espelhos côncavos e espelhos convexos.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
2
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Tal como o som, a luz pode ser refletida, refratada ou transmitida e absorvida, conforme as
caraterísticas dos corpos ou materiais em que incide.
•
Quando a luz incide numa superfície
•
Quando a luz incide numa superfície não
polida como um espelho, ocorre o
polida, ocorre a reflexão irregular ou difusão
fenómeno da reflexão regular da luz.
da luz.
Um feixe paralelo de luz incidente origina um feixe
Um feixe paralelo de luz incidente origina um feixe de
também paralelo de luz refletida, praticamente
luz refletida em diferentes direções – um feixe difuso e
com a mesma intensidade.
com menor intensidade de iluminação.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
3
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos são superfícies polidas que refletem regularmente a luz.
Na reflexão regular da luz, o ângulo de incidência é sempre perpendicular ao
ângulo de reflexão.
A reflexão da luz origina as imagens que observamos quando olhamos para um
espelho ou para a superfície da água em repouso.
As direções do raio incidente e do raio refletido obedecem a duas leis
chamadas Leis da reflexão.
•
Os raios incidente e refletido, bem como a normal (n) à
superfície refletora no ponto de incidência (P), estão todos no
mesmo plano;
•
O ângulo de incidência (Î) é igual ao ângulo de reflexão (rˆ ).
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
4
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Leis da reflexão
Sempre que um raio de luz incide numa superfície reflectora, é
possível prever em que direcção será reflectido, se soubermos
as Leis da Reflexão. Considera um raio de luz que incide num
espelho:
Com o transferidor, medir o ângulo entre o raio incidente e a
linha normal ...
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Para prever a direcção do raio reflectido, devemos:
- Traçar uma linha normal (perpendicular) ao espelho no
ponto de incidência da luz ...
Agora só falta traçar o raio reflectido ...
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
5
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Leis da reflexão
Os ângulos de incidência e de reflexão são medidos relativamente à linha
perpendicular à superfície de incidência
O raio reflectido estará do outro lado da linha normal e, em relação à normal, terá o
mesmo ângulo que o raio incidente ...
Assim, podemos escrever as seguintes leis - as Leis da Reflexão -, que se aplicam a todos os casos em que
ocorre a Reflexão da Luz.
As Leis da Reflexão
1.ª Lei - O raio incidente, o raio reflectido e a normal ao espelho no ponto de incidência estão no
mesmo plano;
2.ª Lei - O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
6
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Aplicação das Leis da Reflexão
As leis da reflexão podem sempre ser utilizadas para prever o trajecto do raio reflectido, em qualquer situação
Ao ser reflectido, o raio de luz ...
Ao ser reflectido, o raio de luz ...
... muda de direcção;
... não muda de direcção;
... muda de sentido.
... muda de sentido.
A luz reflete-se quando embate numa superfície. Se a superfície for lisa e polida, dizemos que ocorre uma
reflexão especular ou regular; se for rugosa e com irregularidades, ocorre uma reflexão difusa ou difusão.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
7
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos
• Os espelho são superfícies refletoras por excelência.
• Os espelhos podem ter uma superfície metálica polida ou um
simples vidro preto.
• Um espelho pode ainda ser um vidro, com um fundo revestido a
prata (ou com outro material que seja bom refletor).
• Os espelhos podem ser planos ou esféricos (côncavos ou
convexos)
Os espelhos curvos distorcem as imagens;
Podem ser:
 côncavos, se a superfície polida é a interior;
 Convexos, se a superfície polida for a superfície
exterior.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
8
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos
Existem dois tipos de imagens:
Imagens virtuais – parecem estar atrás do espelho, já que os raios que chegam ao olho vêm desta direcção. Este tipo
de imagem existe apenas no cérebro, embora pareça existir no mundo real.
Imagens reais – podem ser produzidas numa superfície, como num monitor ou numa tela de cinema. Podemos ver uma
imagem real, pois neste caso a existência da imagem não depende da presença de espectadores.
•
Os espelhos planos, são como os que temos em casa, para nos ajudar a pentear ou vestir.
•
Quando queremos ver objetos por meio de sistema de espelhos (ou lentes), precisamos de saber que tipo de
imagens se formam. A imagem pode ser real ou virtual.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
9
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos planos
Por observação da nossa imagem num espelho plano, apercebemo-nos de certas caraterísticas:

A imagem é simétrica, com reversão frente/costas: a frente fica mais próxima do plano do espelho, virada para nós, e
as costas mais longe. No entanto, o esquerdo e o direito da imagem são opostos aos do objeto.
A imagem é real quando os raios convergem num ponto
da imagem, e esta pode ser projetada num alvo.
A imagem obtida ...
... é virtual, parece formar-se atrás do espelho;
... é direita e do mesmo tamanho do objeto;
A imagem obtida num espelho (ou através de uma lente)
...forma-se à mesma distância do espelho que o objeto;
diz-se virtual se não pode ser projetada num alvo, e os
... simétrica do objeto em relação ao espelho.
raios não convergem num ponto da imagem.
As imagens obtidas com espelhos planos são virtuais,
simétricas, direitas, do mesmo tamanho, e estão à
mesma distância do objeto relativamente ao plano do
espelho.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
10
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos Esféricos ou curvos
Os espelhos esféricos podem ser representados esquematicamente
através:
•da sua secção principal, que neste caso é um arco de circunferência;
•do centro de curvatura (C), que é o centro da esfera a que pertence o
espelho;
•do raio de curvatura, raio da esfera ao qual pertence o espelho, se
passar pelo centro ou vértice (V) do espelho, pertence ao eixo principal.
O foco principal é o ponto onde
convergem os raios luminosos que
incidem no espelho esférico côncavo
paralelamente ao eixo principal, ou os
prolongamentos desses raios, no caso
dos espelhos esféricos convexos.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
11
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos Esféricos ou curvos
• Os espelhos convexos fazem divergir os raios luminosos que neles incidem.
• Se os prolongarmos, eles cruzam-se num ponto imaginário chamado foco (foco
virtual).
• São designados espelhos divergentes.
• Permitem um maior campo de visão.
• São usados em interseções de estradas; nos retrovisores dos automóveis;
• As imagens obtidas neles são virtuais, direitas e sempre menores que o objeto
• Os espelhos côncavos permitem uma maior convergência dos raios luminosos
que neles incidem.
• Os raios refletidos cruzam-se num foco, que agora é real .
• São designados de espelhos convergentes.
• São utilizados nos faróis dos automóveis, para melhorar as condições de
iluminação;
• As carateristicas das imagens obtidas em espelhos côncavos dependem da
distância a que o objeto se encontra do espelho.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
12
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Os espelhos Esféricos ou curvos
• Nos espelhos esféricos, como espelhos que
são, a luz quando atinge a sua
superfície polida sofre reflexão, segundo as leis da reflexão.
• No caso dos espelhos CÔNCAVOS, os feixes de luz que incidem paralelamente ao
eixo principal convergem para um ponto, foco real, a meia distância do centro de
curvatura e do vértice.
• No caso dos espelhos CONVEXOS, o ponto de convergência dos raios luminosos
não é real, foco virtual.. Este resulta do prolongamento dos raios refletidos,
situando-se este foco também a meia distância entre o centro de curvatura e o
vértice.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
13
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Caraterísticas das imagens obtidas por espelhos esféricos
As imagens obtidas por espelhos esféricos dependem da curvatura do espelho e da distância a que o objecto
se encontra do espelho.
É possível saber de que se trata por análise das caraterísticas da imagem que se forma.
Os espelhos côncavos produzem imagens:
•reais, invertidas e menores do que o objecto, se este se
encontra muito longe do espelho;
reais, invertidas e maiores do que o objecto, se este se
encontra entre o centro e o foco o espelho;
virtuais, direitas e maiores do que o objecto, se este se
encontra entre o espelho e o foco.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
14
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Caraterísticas das imagens obtidas por espelhos esféricos
Os espelhos convexos produzem imagens:
virtuais, direitas e menores do que o objecto, qualquer
que seja a distância a que o objecto se encontra do
espelho.
1) Se o objeto estiver muito afastado do espelho:
a imagem é real, invertida e menor do que o
objeto.
2) Se o objeto estiver próximo do espelho: entre
o centro de curvatura e o foco, a imagem é
real, invertida e maior do que o objeto.
3) Se o objeto estiver muito próximo, entre o
As
imagens
obtidas
com
espelhos côncavos dependem
da distância a que os objetos se
encontram do espelho.
espelho e o foco, a imagem é virtual, direita e
maior do que o objeto.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
15
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Caraterísticas das imagens
obtidas por espelhos esféricos
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
16
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
O que é o albedo?
•
O albedo indica, em Astronomia, a percentagem de luz
solar refletida por um planeta no espaço.
•
O albedo da Terra é 30%, o que significa que só 70%
da luz solar é absorvida pelo planeta.
•
O albedo de um planeta depende da atmosfera e da
composição da sua superfície.
•
Diferentes superfícies refletem a luz solar de modo
diferente.
•
Quanto mais luz a superfície refletir menos luz será
absorvida e menos essa superfície aquecerá.
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
17
• Unidade 1 – Som e Luz
Reflexão da Luz e espelhos
Bibliografia:
 Manual adotado;
 http://www.aulas-fisica-quimica.com/8f_15.html
 http://alfaconnection.net/pag_avsf/luz0201.htm
Ciências Físico-químicas| 8º ano de escolaridade
Ano Lectivo 2011/2012 | Prof. Marília Silva Soares
18