Reflexão: Definição, Leis de Reflexão e Reflexões Múltiplas (explicadas com diagrama)

Reflexão: Definição, Leis da Reflexão e Reflexões Múltiplas (explicadas com diagrama)!

Quando a luz incide sobre um objeto, parte dele é refletida pelo objeto. O ressalto da luz em uma superfície é chamado de reflexão. Todas as superfícies refletem a luz. Quão bem uma superfície reflete a luz depende da natureza da superfície. Superfícies brilhantes e lisas, como um espelho, refletem melhor a luz do que superfícies ásperas e ásperas, como uma parede ou uma folha de papel.

Quando um feixe de luz cai sobre uma superfície lisa, os raios do feixe são refletidos em uma direção particular e permanecem paralelos um ao outro. Isso é conhecido como reflexão regular. Como os raios são refletidos de maneira ordenada, a imagem formada é clara.

Quando um raio atinge uma superfície irregular, seus raios são refletidos em direções diferentes. Isso é chamado de reflexão difusa ou reflexão irregular. Como os raios refletidos se difundem ou se espalham em direções diferentes, vemos uma imagem turva ou nenhuma imagem.

A reflexão de um espelho plano é um exemplo de reflexão regular. Um espelho é feito pelo revestimento de uma fina camada de alumínio ou prata na parte de trás de uma folha de vidro. A camada de metal é extremamente lisa e forma a superfície refletora do espelho. A superfície lisa garante que a luz que incide sobre ela seja regularmente refletida. É por isso que você vê uma imagem clara e brilhante de um objeto em um espelho.

Além dos espelhos, as imagens são formadas por superfícies brilhantes como as dos utensílios de metal. Como a superfície de um utensílio não é tão lisa quanto a de um espelho, os raios refletidos de sua superfície são difusos (Figura 12.2). Portanto, a imagem formada não é tão clara e brilhante quanto aquela formada por um espelho. Além disso, à medida que a superfície de um utensílio é arranhada com o uso, os reflexos de sua superfície ficam mais difusos. Então, a imagem formada fica mais nebulosa.

Termos relacionados à reflexão:

Antes de aprender mais sobre reflexão, você precisa conhecer alguns termos relacionados à reflexão. Um raio de luz que cai sobre uma superfície é chamado raio incidente. E o raio de luz refletido da superfície é chamado de raio refletido.

A Figura 12.3 mostra a reflexão de um raio de luz que cai sobre uma superfície lisa em O. O é chamado de ponto de incidência do raio. AO é o raio incidente e OB é o raio refletido. ON é a perpendicular à superfície em O. É chamada normal à superfície no ponto de incidência.

O ângulo feito pelo raio incidente com o normal é chamado de ângulo de incidência (i). O ângulo feito pelo raio refletido com o normal é chamado de ângulo de reflexão (r).

Leis de reflexão:

O reflexo da luz segue duas leis:

1. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

2. O raio incidente, o raio refletido e o normal no ponto de incidência estão no mesmo plano.

Nós frequentemente expressamos a primeira lei em

1. Façamos uma fonte de raios para verificar as leis da reflexão. Faça uma fenda em um pedaço grosso de papel e use-o para cobrir o lado brilhante de um pequeno espelho. Brilhe uma tocha na fenda. A luz que passa pela fenda e reflete no espelho formará um "raio". Outra fonte de raios é uma 'caixa de raios'. Para fazer um, remova o topo de uma caixa de papelão e corte uma janela no fundo. Faça uma fenda em um pedaço de papel quadriculado e fixe-o na janela. Acenda uma tocha na fenda para obter um raio de luz.

2. Desenhe uma linha reta XY em uma folha de papel (Figura 12.4). Coloque um espelho na posição vertical, com a superfície posterior (sua superfície refletora) na linha. Deixe um raio de luz da sua fonte de raios cair no espelho. O raio será refletido.

Trace o incidente e os raios refletidos e remova o espelho. Produza os raios para encontrar XY em O. Desenhe um normal para XY em O e meça os ângulos de incidência e reflexão com um transferidor. Repita este experimento várias vezes. A cada vez, gire a folha com o espelho para que o raio incidente caia em ângulos diferentes no espelho. Você vai descobrir que em cada caso

Nesta atividade, o raio incidente, o raio refletido e o normal no ponto de incidência encontram-se no plano da folha de papel. Repita a atividade colocando a folha na borda de uma mesa e dobrando a folha perto de O. Dessa vez, o raio refletido não cairá na parte dobrada, porque ela está em um plano diferente.

Imagem formada por um espelho plano:

Quando seguramos um lápis na frente de um espelho plano, vemos sua imagem. Raios de luz do lápis caem no espelho e se refletem. Quando os raios refletidos entram nos nossos olhos, vemos uma imagem do lápis. Os raios parecem estar vindo de uma posição atrás do espelho, e vemos a imagem do lápis ali.

Mas se mantivermos uma tela atrás do espelho, a imagem não será formada. Como você sabe, uma imagem que não pode ser formada em uma tela é chamada de imagem virtual. Assim, uma propriedade da imagem formada por um espelho plano é que é uma imagem virtual. Outra propriedade é que a imagem está ereta (vertical).

Quão distante atrás de um espelho plano está a imagem formada? Para descobrir, faça a seguinte atividade.

Atividade:

Coloque uma folha de vidro transparente entre dois livros grossos ou blocos de madeira. Acenda uma vela e coloque-a em um lado do vidro. O copo funciona como um espelho plano. Você verá uma imagem fraca da vela atrás do vidro. Pegue outra vela do mesmo tamanho, mas não acenda.

Coloque-o atrás do vidro de modo que ele se funda com a imagem da primeira vela. Isso coloca a segunda vela no local da imagem e faz com que pareça estar acesa (Figura 12.6). Meça as distâncias entre a folha de vidro e as velas.

Repita o experimento várias vezes. Cada vez coloque a primeira vela em uma nova posição e a segunda vela no local da imagem. Em todos os casos, você descobrirá que as duas velas estão a uma distância igual da da lâmina de vidro.

A atividade mostra que para reflexão de um espelho plano, a imagem é formada tão atrás do espelho quanto o objeto está em frente a ele. Em outras palavras, as distâncias da imagem e do objeto do espelho são iguais.

Espelhos de barbear e espelhos retrovisores de veículos são espelhos curvos. Se você colocar um objeto próximo a um espelho de barbear, sua imagem será maior que o objeto. E se você colocar o objeto na frente de um espelho retrovisor, sua imagem será menor. Mas se você colocar o objeto na frente de um espelho plano, a imagem formada será do mesmo tamanho que o objeto.

Inversão lateral:

Na imagem formada por um espelho plano, os lados esquerdo e direito são invertidos. Essa mudança lateral (lateral) é chamada de inversão lateral. Se você separar seu cabelo à esquerda, sua imagem em um espelho plano terá a separação à direita.

As mãos de um relógio na posição de 3 horas parecem estar na posição de 9 horas na imagem. Uma seta para a direita se torna uma seta para a esquerda, a letra 'd' se torna 'b', 'p' se torna 'q' e assim por diante. É por isso que as letras da palavra ambulância são escritas lateralmente invertidas na frente de uma ambulância. Isso faz com que a palavra apareça da maneira correta em espelhos retrovisores.

Agora que você aprendeu sobre as propriedades da imagem formada por um espelho plano, você pode dizer que a imagem é:

(a) Virtual,

(b) Ereto,

(c) lateralmente invertido,

(d) do mesmo tamanho que o objeto, e

(e) À mesma distância do espelho que o objeto.

Reflexões múltiplas:

Um espelho plano forma uma imagem de um objeto colocado antes dele. Este é o resultado de um único reflexo da luz. O que acontece se o objeto é colocado entre dois espelhos que estão em um ângulo entre si? Deixe-nos descobrir.

Atividade:

Coloque dois espelhos em pé, perpendiculares entre si. Desenhe uma seta como mostrado na figura e coloque-a entre os espelhos (Figura 12.8). Quantas imagens você vê? Todas as imagens mostram inversão lateral?

Cada um dos espelhos formará uma imagem devido à reflexão. Cada uma dessas imagens é formada por uma única reflexão [Figura 12.9 (a)]. Essas imagens são invertidas lateralmente. Além disso, uma imagem é formada na borda onde os espelhos se encontram.

Esta imagem é formada por raios que são refletidos duas vezes [Figura 12.9 (b)]. Como resultado, essa imagem não é invertida lateralmente. Assim, os lados esquerdo e direito da seta e a palavra 'esquerda' aparecem da maneira correta nesta imagem.

O que acontece quando o ângulo entre os espelhos é diferente de 90 °? Você descobrirá que à medida que diminui o ângulo entre os espelhos, o número de imagens aumenta.

E quando o ângulo se torna zero, ou seja, quando os espelhos se tornam paralelos um ao outro, o número de imagens se torna infinito. É por isso que quando um espelho é mantido atrás de sua cabeça depois de um corte de cabelo, você não apenas vê a parte de trás de sua cabeça, mas também vê inúmeras imagens de si mesmo.

O número de imagens de um objeto colocado entre dois espelhos pode ser encontrado na fórmula a seguir.

Quando o ângulo entre os espelhos é de 90 °, o número de imagens é (360/90 °) -1 = 4-1 = 3. Da mesma forma, quando o ângulo é de 60 °, o número de imagens é (360/60 °) -1 = 6-1 = 5.

Caleidoscópio:

O caleidoscópio é um dispositivo que usa reflexos para produzir padrões. Consiste em espelhos inclinados um ao outro. Os espelhos formam várias imagens de objetos na frente deles. Isso cria belos padrões, que mudam quando o caleidoscópio é girado ou sacudido.

Você pode fazer um caleidoscópio com três tiras de espelho de tamanho igual. Tape as tiras juntas, com os lados brilhantes voltados para dentro, para formar um tubo triangular. Agora, prenda os dois lados de uma pequena bolsa de polietileno transparente nos dois lados do tubo.

Coloque coisas pequenas, coloridas, transparentes (ou translúcidas) na bolsa. Você pode colocar vidro colorido (a partir de pulseiras), miçangas, pedaços cortados de canudinhos, etc. Cole a extremidade aberta da bolsa no terceiro espelho. Mantenha a bolsa solta o suficiente para permitir que as coisas dentro dela se movam facilmente.

Cubra a outra extremidade do tubo com papel duro e faça um buraco com um lápis. Olhe pelo buraco. Você vê um belo padrão? Agite o caleidoscópio para mudar o padrão.