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Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos
Introdução aos espelhos
No estudo da ótica, os espelhos são superfícies que formam imagens ao refletir a luz. Existem dois tipos principais de espelhos esféricos: côncavos e convexos.
Espelho côncavo
A forma de um espelho côncavo é como uma porção da superfície interna de uma esfera. Também é chamado de espelho convergente porque converge a luz para um ponto.
Foco principal
O foco principal de um espelho côncavo é o ponto onde os raios de luz paralelos se encontram após serem refletidos pelo espelho. Ele está localizado em frente ao espelho.
Comprimento focal e raio de curvatura
O comprimento focal (f
) é a distância entre a superfície do espelho e seu foco principal. O raio de curvatura (R
) é a distância entre o centro de curvatura e a superfície do espelho.
Para um espelho côncavo, a relação é dada como:
F = R / 2
Diagrama de raios para espelhos côncavos
Diagramas de raios ajudam a entender a formação da imagem por um espelho côncavo. Os passos para desenhar um diagrama de raios são os seguintes:
Exemplo 1: Objeto além do centro de curvatura
Coloque um objeto além do centro de curvatura. A imagem formada será real, invertida e diminuída.
Espelho convexo
A forma de um espelho convexo é como uma porção da superfície externa de uma esfera. Também é chamado de espelho divergente porque diverge os raios de luz.
Foco principal
O foco principal de um espelho convexo é o ponto de onde os raios refletidos parecem divergir.
Atributos da imagem
A imagem formada por um espelho convexo é sempre virtual, direita e menor que o objeto real.
Diagrama de raios para espelhos convexos
Siga os seguintes passos para desenhar um diagrama de raios para um espelho convexo:
Exemplo 2: Objeto colocado na frente de um espelho
Um objeto colocado na frente de um espelho convexo forma uma imagem virtual, que aparece reduzida e direita atrás do espelho.
Fórmula do espelho e ampliação
Use a fórmula do espelho para calcular a localização e o tamanho da imagem:
1/F = 1/V + 1/U
Aqui, f
é o comprimento focal, v
é a distância da imagem ao espelho, e u
é a distância do objeto.
A ampliação (m
) do espelho é dada por:
m = -v/u
O sinal negativo para ampliação indica inversão e o sinal positivo indica natureza direta.
Usos práticos de espelhos côncavos e convexos
Espelhos côncavos são frequentemente usados em telescópios, faróis refletores e espelhos para barbear devido à sua propriedade de ampliação. Espelhos convexos são usados em espelhos laterais de veículos e espelhos de segurança em lojas porque oferecem um campo de visão mais amplo.