Introdução à física/Espelhos esféricos

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Elementos de um espelho esférico.
  • Centro de curvatura (C): é o centro da esfera que deu origem ao espelho.
  • Raio de curvatura (R): é o raio da esfera que deu origem ao espelho.
  • Vértice (V): é o ponto mais externo da calota.
  • Eixo principal: é a reta que passa pelo centro de curvatura e sai perpendicular ao vértice do espelho.
  • Eixo secundário: qualquer reta que passe pelo centro de curvatura, menos a que é definida como eixo principal (passa pelo vértice). Existem infinitos eixos secundários na superfície do espelho.
  • Ângulo de abertura (A): é o ângulo formado pelas extremidades da calota, delimitada por eixos secundários.

Os espelhos esféricos podem ser:

  • Côncavos – a superfície refletora é a interna;
  • Convexos – a superfície refletora é a externa.

Espelho esférico gaussiano[editar | editar código-fonte]

Espelhos esféricos gaussianos que obedecem as concondiçoes gerais de Gauss:

  • O espelho deve apresentar uma abetura igual ou inferior a 10°.
  • Os raios de luz devem ser paraxiais, ou seja, próximos do eixo principal e pouco inclinados em relação a ele.

Foco do espelho esférico[editar | editar código-fonte]

Elementos de um espelho esférico com o foco incluso.

Todo espelho esférico, ou circular, deve (regra geral) ter um foco. Esse foco é uma base para que a imagem possa ser formada. Toda imagem, seja num espelho côncavo ou convexo, tem suas retas traçadas com passagem pelo foco; ou seja se um objeto estiver precisamente "em cima" do foco a imagem não pode ser formada, nem pelo tracejamento de suas retas.

O foco f de um espelho esférico é dado por f = ; onde r é o raio do espelho; logo o raio do mesmo é o dobro do foco.

Para espelhos côncavos, f é um número positivo, mas para espelhos convexos, f é um número negativo.

Equação de Gauss[editar | editar código-fonte]

A relação acima descrita é um tanto simples, porém muito útil em determinadas questões; mesmo assim há uma outra equação que tem como resultado o foco de um espelho circular; é a Equação de Gauss que pode ser nomeada por: o inverso do foco é igual à soma dos inversos da distância da imagem e da distância do objeto. Assim:

.

em que p, p' e f devem ser interpretados algebricamente, sendo números positivos quando estiverem do lado real do espelho e negativos quando estiverem do lado virtual do espelho.

p é sempre um número positivo. f é positivo em espelhos côncavos e negativo em espelhos convexos. p' é positivo em imagens reais e negativo em imagens virtuais.

Espelhos convexos[editar | editar código-fonte]

Opticke zobrazeni odraz koule konstrukce1.svg Neste caso, p é um número positivo, f é um número negativo, o que permite imediatamente concluir que é um número negativo (inverso da soma de dois números negativos) e de módulo menor que p. Portanto, a imagem e' sempre:

  • Menor
  • Direta
  • Virtual

Espelhos côncavos[editar | editar código-fonte]

Neste caso, p e f são números positivos, portanto pode assumir qualquer valor diferente de zero.

Objeto colocado entre o infinito e o centro do espelho[editar | editar código-fonte]

Concavo 1.svg A imagem é:

  • Menor
  • Invertida
  • Real
  • Posicionada entre o centro (C) e o foco (F) do espelho

Objeto colocado no centro do espelho[editar | editar código-fonte]

Concavo 2.svg A imagem é:

  • De mesmo tamanho
  • Invertida
  • Real
  • Posicionada no centro (C) do espelho

Objeto colocado entre o centro e o foco do espelho[editar | editar código-fonte]

Concavo 3.svg A imagem é:

  • Maior
  • Invertida
  • Real
  • Posicionada entre o infinito e o centro do espelho

Objeto colocado sobre o foco do espelho[editar | editar código-fonte]

A imagem estará no infinito

Objeto colocado entre o foco e o espelho[editar | editar código-fonte]

Concavo 4.png A imagem é:

  • Maior
  • Direta
  • Virtual
  • Posicionada dentro do espelho

Ver também[editar | editar código-fonte]

Wikipedia
A Wikipédia tem mais sobre este assunto:
Espelhos esféricos


Plasma-lamp 2.jpg

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