Relatório espelhos esféricos, Provas de Física

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Relatório

Ótica

Nome: Jéssica Borges Cruz

Curso: Física-bacharelado

Professor: Marcos

Prática 3 Espelhos esféricos

OBJETIVOS

▲ Estudar a formação de imagens pelos espelhos côncavos e convexos. ▲ Verificar a equação de Gauss dos pontos conjugados.

MATERIAL

▲ Fonte luminosa; ▲ Banco ótico (base metálica graduada); ▲ Objeto (diafragma com figura em cruz); ▲ Espelho côncavo (r=+200); ▲ Espalho convexo (r=-200); ▲ Suporte para os espelhos com base magnética; ▲ Anteparo de madeira; ▲ Trena; ▲ Régua de 30 cm.

INTRODUÇÃO

Espelho esférico é qualquer superfície refletora com a forma de uma calota esférica. São dois os tipos de espelhos esféricos: côncavo e convexo. Para que um espelho esférico apresente nitidez na formação da imagem de um ponto objeto, é preciso que satisfaça as condições de nitidez de Gauss:

▲ O espelho deve ter pequeno ângulo de abertura (a≤10°); ▲ Os raios incidentes devem ser próximos ao eixo principal; ▲ Os raios incidentes devem ser pouco inclinados em relação ao eixo principal.

RAIOS PARTICULARES

PROCEDIMENTO 1:Espelho Côncavo - Descrição qualitativa das imagens.

▲ O banco ótico foi montado como na figura acima. ▲ O espelho côncavo foi colocado a uma distância de aproximadamente 300 mm do objeto, de modo que a luz refletida incidisse no anteparo posicionado junto ao banco ótico. ▲ O anteparo foi ajustado de forma que a imagem obtida fosse a mais nítida possível. ▲ Os procedimentos anteriores foram repetidos para as outras posições do objeto indicadas na tabela 3.1, onde estão registrados os resultados obtidos.

Tabela 3.1. Descrição qualitativa das imagens obtidas com um espelho côncavo. Distância do objeto ao espelho (mm)

Características das imagens Direita/Invertida Maior/Menor/Igual Real/Virtual/Imprópria 300 Invertida Menor Real 200 Invertida Igual Real 150 Invertida Maior Real 100 - - Imprópria 50 Direita Maior Virtual

PROCEDIMENTO 2:Espelho Convexo - Descrição qualitativa das imagens. ▲ O espelho côncavo foi substituído por um espelho convexo na montagem mostrada na Figura. ▲ Variando a distância do objeto ao espelho para tentar captar a imagem formada pelo espelho convexo, não foi possível projetá-la no anteparo. ▲ O espelho foi observado diretamente e a imagem foi “encontrada”. O comportamento da imagem foi analisado quando há uma variação da distância do objeto ao espelho.

PROCEDIMENTO 3:Equação dos pontos conjugados de Gauss.

▲ Novamente utilizando-se o espelho côncavo, o mesmo foi colocado a 120 mm do objeto (diafragma em cruz). ▲ Deslocando o anteparo até que a imagem obtida fosse a mais nítida possível, a distância da imagem ao espelho (p’) foi medida e registrada nas tabelas 3.2 e 3.3. ▲ O tamanho I da imagem e o tamanho do objeto O (tamanho da seta vertical) foram medidos. ▲ Os procedimentos anteriores foram repetidos para os outros valores de p(distância do objeto ao espelho) indicados na tabela 3.2.

Tabela 3.2. Verificação experimental da equação dos pontos conjugados de Gauss. P(mm) P’(mm) 1/p(mm-1) 1/p’(mm-1) 1/f(mm-1^ ) 1/p +1/p’(mm-1^ ) 120 810 0, 0083 0, 0012 0, 0100 0, 0095 150 340 0, 0067 0, 0029 0, 0100 0, 0096 180 239 0, 0056 0, 0042 0, 0100 0, 0098 250 183 0, 0040 0, 0055 0, 0100 0, 0095 350 149 0, 0029 0, 0067 0, 0100 0, 0096

Tabela 3. P(mm) P’(mm) O (mm) I(mm) I/O P’/p 120 810 25 195 7,8 6, 150 340 25 65 2,6 2, 180 239 25 38 1,5 1, 250 183 25 20 0,8 0, 350 149 25 13 0,5 0,

QUESTIONÁRIO

1 -Por que não foi possível, no procedimento 2, projetar a imagem no anteparo? A imagem formada pelo espelho convexo no procedimento 2 é uma imagem virtual,ou seja,ela é formada pelos prolongamentos dos raios refletidos atrás do espelho e por isso não pode ser captada pelo anteparo.

2 -Descreva o que observou no Procedimento 2, ao aumentar a distância do objeto ao espelho convexo (tamanho da imagem e distância desta ao espelho). Foi observado que independentemente da posição do espelho em relação ao objeto, a imagem sempre será menor, direita e virtual. Analisando a distância da imagem ao espelho, foi possível concluir que esta se forma próxima ao espelho, possivelmente entre o vértice e o foco.

formada pelos prolongamentos dos raios refletidos e não há energia a ser captada pelo anteparo (filme). Porém, pode-se fotografar uma imagem virtual diante de um espelho, pois nesse caso, o filme não estará captando a imagem em si, na verdade estará captando a imagem da imagem, como se a mesma fosse um objeto.

7 -Os dentistas empregam um pequeno espelho preso a um longo cabo, a fim de examinar os dentes dos pacientes. Esse espelho é côncavo, convexo ou plano, e por quê? O espelho utilizado pelos dentistas é um espelho côncavo, pois estando um objeto bem próximo a ele (entre o foco e o vértice), pode-se observar uma imagem virtual, direita e maior, proporcionando mais nitidez dos detalhes do objeto devido ao aumento proporcionado.

CONCLUSÃO

Experimentalmente, no procedimento 1, foram observadas todas as cinco imagens possíveis que se pode obter de um espelho côncavo, podendo-se assim caracterizá-las. Já no segundo procedimento, foi possível concluir que só existe uma imagem possível para o espelho convexo e que suas características são sempre as mesmas. Também foi comprovado através de várias medições e observações das imagens que a equação de Gauss (1/p+1/p’=1/f) é válida, obtendo-se apenas pequenos erros de experimentais. Além disso, foi possível observar a relação entre o tamanho da imagem, o tamanho do objeto, a distância da imagem ao espelho e a distância do objeto ao espelho, comparando o valor obtido na prática ao valor que deveria ser obtido teoricamente pela equação do aumento linear (i/p=-p’/p) citada na questão 5.

BIBLIOGRAFIA Espelhos esféricos. Acesso em 1 de março de 2011. Disponível em: http://www.algosobre.com.br/fisica/espelhos-esfericos.html http://efisica.if.usp.br/otica/basico/espelhos_esfericos/ http://www.infoescola.com/optica/espelhos-esfericos/