ÓPTICA

Cartões · 52

O que é reflexão regular ou especular?

Reflexão em superfície lisa onde raios paralelos incidentes refletem paralelos, permitindo a formação nítida de imagens.

O que é reflexão difusa?

Reflexão em superfície rugosa onde os raios refletem em várias direções, permitindo enxergar corpos não luminosos sem formar imagem nítida.

Primeira Lei da Reflexão

O raio incidente, a reta normal e o raio refletido pertencem ao mesmo plano (são coplanares).

Segunda Lei da Reflexão

O ângulo de incidência (i) é sempre igual ao ângulo de reflexão (r), ambos medidos em relação à reta normal.

Reta normal à superfície refletora

Reta perpendicular (faz 90°) à superfície no ponto exato onde incide o raio luminoso.

Ângulo de incidência

Ângulo formado entre o raio de luz incidente e a reta normal, nunca com a superfície.

Natureza da imagem em espelho plano

A imagem é sempre virtual, direita, do mesmo tamanho do objeto e enantiomorfa.

O que significa imagem enantiomorfa?

Imagem que apresenta simetria invertida lateralmente (troca esquerda pela direita), sem estar de cabeça para baixo.

Distância da imagem em um espelho plano

A distância do objeto ao espelho é exatamente igual à distância da imagem ao espelho (p = p').

Como se forma uma imagem virtual?

Forma-se pelo prolongamento dos raios refletidos atrás do espelho, não podendo ser projetada em anteparo.

Como se forma uma imagem real?

Forma-se pelo cruzamento efetivo dos próprios raios de luz refletidos, podendo ser projetada em anteparo.

Translação de um espelho plano por distância d

Se o espelho se desloca de uma distância d em relação ao objeto fixo, a imagem se desloca 2d no mesmo sentido.

Velocidade da imagem na translação do espelho plano

Se o espelho se desloca com velocidade v em relação a um objeto fixo, a imagem se desloca com velocidade 2v.

Velocidade da imagem quando o objeto se move

Se o objeto se aproxima do espelho plano fixo com velocidade v, a imagem se aproxima com velocidade v em relação ao espelho e 2v ao objeto.

Rotação de espelho plano por ângulo alfa

Se o espelho plano gira de um ângulo alfa em torno de um eixo, o raio refletido gira de 2 alfa.

Fórmula do número de imagens entre dois espelhos planos angulares

N = (360° / alfa) - 1, onde alfa é o ângulo em graus entre os espelhos planos associados.

Condição de validade para N par ou ímpar

Se 360°/alfa for par, vale para qualquer posição do objeto. Se for ímpar, vale apenas se o objeto estiver no plano bissetor.

Número de imagens para dois espelhos a 90 graus

N = (360/90) - 1 = 4 - 1 = 3 imagens formadas.

Número de imagens para dois espelhos paralelos (alfa = 0)

Teoricamente formam-se infinitas imagens consecutivas por sucessivas reflexões.

Altura mínima do espelho plano para ver o corpo inteiro

O espelho deve ter no mínimo metade da altura da pessoa (H/2), independente da distância da pessoa ao espelho.

Posição do espelho plano para visualização de corpo inteiro

A borda inferior do espelho deve ficar a uma altura igual à metade da altura dos olhos da pessoa até o chão.

Espelho côncavo: definição

Espelho esférico cuja superfície refletora é a face interna da calota esférica.

Espelho convexo: definição

Espelho esférico cuja superfície refletora é a face externa da calota esférica.

Condições de nitidez de Gauss para espelhos esféricos

Ângulo de abertura pequeno (geralmente menor que 10 graus) e raios incidentes paraxiais (próximos ao eixo principal).

Relação entre raio de curvatura (R) e foco (f)

A distância focal é a metade do raio de curvatura: f = R / 2.

Sinal do foco para espelhos côncavos e convexos

Foco do espelho côncavo é real (f > 0); foco do espelho convexo é virtual (f < 0).

Raio notável 1: incidente paralelo ao eixo principal

Reflete passando pelo foco principal (ou seu prolongamento passa pelo foco, no convexo).

Raio notável 2: incidente passando pelo foco principal

Reflete paralelamente ao eixo principal do espelho.

Raio notável 3: incidente passando pelo centro de curvatura

Reflete sobre si mesmo, na mesma direção da incidência.

Raio notável 4: incidente no vértice do espelho

Reflete simetricamente em relação ao eixo principal (ângulo incidente igual ao refletido).

Equação de Gauss (relação de conjugação)

1/f = 1/p + 1/p', onde f é a distância focal, p é a distância do objeto e p' é a distância da imagem.

Equação do aumento linear transversal (A)

A = i / o = -p' / p = f / (f - p), onde i é o tamanho da imagem e o é o tamanho do objeto.

Significado do sinal da ampliação linear A

Se A > 0, a imagem é direita; se A < 0, a imagem é invertida.

Convenção de sinais: p positivo vs negativo

p > 0 para objeto real (caso padrão na esmagadora maioria das questões do ensino médio).

Convenção de sinais: p' positivo vs negativo

p' > 0 significa imagem real (na frente do espelho); p' < 0 significa imagem virtual (atrás do espelho).

Regra prática da natureza e orientação da imagem

Toda imagem real é invertida; toda imagem virtual é direita.

Imagem no espelho côncavo: objeto além do centro de curvatura

Real, invertida, menor do que o objeto e situada entre o centro de curvatura e o foco.

Imagem no espelho côncavo: objeto exatamente sobre o centro de curvatura

Real, invertida, de mesmo tamanho do objeto e situada no próprio centro de curvatura (p' = p).

Imagem no espelho côncavo: objeto entre o centro de curvatura e o foco

Real, invertida, maior do que o objeto e situada além do centro de curvatura.

Imagem no espelho côncavo: objeto exatamente sobre o foco

Imagem imprópria (raios refletidos paralelos, cruzam-se no infinito).

Imagem no espelho côncavo: objeto entre o foco e o vértice

Virtual, direita, maior do que o objeto e situada atrás do espelho (usado em espelhos de maquiagem).

Características da imagem gerada por espelho convexo

Sempre virtual, direita, menor que o objeto e situada entre o vértice e o foco, qualquer que seja a posição do objeto.

Vantagem do espelho convexo no trânsito e comércios

Aumenta o campo visual em relação a um espelho plano do mesmo tamanho, embora reduza o tamanho das imagens.

Desvantagem da imagem no espelho convexo

Dá a falsa sensação de que os objetos estão mais distantes do que realmente estão, devido ao tamanho reduzido.

Dica de prova: fórmula direta de A com foco e distância do objeto

Use A = f / (f - p) para encontrar o aumento ou p sem precisar calcular p' previamente.

Exemplo côncavo: f = 20 cm, p = 60 cm. Qual p' e o tipo de imagem?

1/20 = 1/60 + 1/p' => 1/p' = 3/60 - 1/60 = 2/60 => p' = 30 cm. Imagem real, invertida e menor (A = -0,5).

Exemplo convexo: f = -20 cm, p = 20 cm. Qual p'?

1/(-20) = 1/20 + 1/p' => 1/p' = -1/20 - 1/20 = -2/20 => p' = -10 cm (virtual, a 10 cm atrás do espelho).

Exemplo côncavo maquiagem: f = 30 cm, p = 10 cm. Qual A?

A = f / (f - p) = 30 / (30 - 10) = 30 / 20 = +1,5. Imagem direita e 1,5 vezes maior que o objeto.

Pegadinha clássica: 'imagem três vezes maior e projetada'

Projetada significa que é real, portanto invertida: A = -3 (e nunca +3).

Pegadinha clássica: raio incidente perpendicular ao espelho plano

O ângulo de incidência é zero graus (0°), pois coincide com a reta normal, refletindo pelo mesmo caminho.

Onde se posiciona a lâmpada de um refletor ou farol de carro?

No foco principal do espelho côncavo parabólico para que os raios refletidos saiam paralelos e atinjam longo alcance.

O que é aberração esférica em espelhos?

Imperfeição de nitidez que ocorre em espelhos esféricos de grande abertura, resolvida substituindo-os por espelhos parabólicos.