Lentes E Espelhos

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A luz é uma onda eletromagnética que caminha pelo universo sem a presença de um meio de propagação. Seu contato com a matéria respeita as leis físicas dos campos que a compõe, campos elétricos e magnéticos. Os fenômenos provocados pela luz são explicados pelas equações de Maxwell e outras teorias da física moderna, entretanto, tais leis em muitas situações fornecem um formalismo complexo e um exagero de informações para determinados estudos.

Alguns outros fenômenos, como a refração e a reflexão, podem ser explicados de maneira mais simples pela óptica geométrica e o conceito de raios de luz: linhas perpendiculares às frentes de onda, que indicam a direção de propagação da luz. Tais conceitos só podem ser utilizados quando as dimensões dos aparelhos utilizados (lentes, espelhos, anteparos, etc...) são muito maiores que o comprimento de onda da luz.

É um sistema óptico de espelhos constituído por superfícies planas e polidas, capazes de refletir regularmente a luz, como acontece com a superfície do mercúrio em equilíbrio numa cuba, a superfície de um lago, o vidro de uma janela, ou mesmo a reflexão de uma colher. Para que a superfície considerada seja um bom espelho é ainda necessária que a variação do poder refletor com o ângulo de incidência seja a menor possível. Por esta razão os espelhos devem ser superfícies metálicas. Nos espelhos comuns, o vidro é usado como uma proteção transparente para que a camada metálica não sofra ação do ar e da umidade, impedindo ainda, a remoção por agentes mecânicos. Uma camada de verniz superposta à camada metálica completa a proteção.

Um espelho plano forma de um objeto real, uma imagem virtual, direita, de mesmo tamanho e simetria. A distância do objeto ao espelho é igual a distância da imagem ao espelho. Se o objeto for virtual, a imagem será real. Um exemplo de imagem real produzida por um espelho plano é a imagem projetada por um retroprojetor. Não podemos confundir, a nossa imagem produzida pelo espelho plano com a maneira que nos vemos nesse espelho. Quando nos vemos num espelho plano, estamos vendo a imagem real projetada em nossa retina pelo sistema de lentes do olho e o tamanho da imagem varia com a distância ao espelho plano. Quando nos afastamos do espelho plano vemos nossa imagem menor. Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha reta.

Os espelhos esféricos são constituídos de uma superfície lisa e polidos com formato esférico. Se a parte refletora for interna à superfície, o espelho recebe o nome de espelho côncavo; se for externa, o espelho é denominado convexo.

A posição e o tamanho das imagens formadas pelos espelhos esféricos também podem ser determinados geometricamente (como no caso das lentes) pelo comportamento dos raios de luz que partem do objeto e são refletidos após incidirem sobre o espelho. Embora muitos sejam os raios que contribuem para a formação das imagens, podemos selecionar três raios notáveis que nos auxiliam a determinar mais simplificadamente suas características:

• Os raios de luz incidem no espelho passando pelo seu centro de curvatura reflete-se sobre si mesmos, pois possuem incidência normal à superfície;

• Quando os raios de luz incidem no vértice do espelho são refletidos simetricamente em relação ao eixo principal;

• Nos espelhos côncavos, os raios de luz incidem paralelamente e próximos ao eixo principal são refletidos passando por uma região sobre o eixo denominada foco. Nos espelhos convexos, os raios são desviados, afastando-se do eixo principal, de modo que a posição de seu foco é obtida pelo prolongamento desses raios.

A representação geométrica das características