Por que o espelho convexo sempre dá imagem menor e direita?

Os raios refletidos divergem. Os prolongamentos para trás cruzam-se atrás do espelho — a imagem é virtual e direita. O feixe divergente dá um campo largo e escala reduzida; por isso esses espelhos vão em portarias e como laterais de veículos.

O que significa distância da imagem negativa?

Na convenção escolar usual, di 0 (imagem direita): assim no plano, no convexo e no côncavo se o objeto está dentro do foco.

Como acender um papel com um espelho côncavo e o Sol?

Raios paralelos, depois do espelho côncavo, reúnem-se no foco à distância f = R/2. O papel vai nesse ponto: a densidade de fluxo é grande, a temperatura sobe. O mesmo princípio nos concentradores solares.

Por que no esquema só há dois ou três raios?

Os raios principais localizam a imagem sem ambiguidade: paralelo ao eixo → passa por F; ao centro de curvatura → volta sobre si; a F → paralelo ao eixo. Qualquer outro ponto do objeto reflete para todos os lados. A aproximação paraxial não mostra a aberração esférica dos raios de borda.

Reflexão da luz

Espelhos plano, côncavo e convexo: lei da reflexão e formação da imagem pelos raios principais.

Sobre o modelo

A reflexão da luz: o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, ambos medidos a partir da normal. Para o espelho esférico, na aproximação paraxial, 1/f = 1/d_o + 1/d_i e o aumento M = −d_i/d_o, com foco f = R/2. O espelho plano dá imagem virtual, direita e de mesmo tamanho. O côncavo (convergente), conforme a posição do objeto, dá imagem real ou virtual; o convexo, sempre virtual, direita e menor. O modelo é um espelho fino e ideal, sem aberração esférica; no esquema, dois ou três raios principais. Variam-se o tipo de espelho, a distância e a altura do objeto, e o raio de curvatura.

Para quem: 8.º ano ao ensino médio: lei da reflexão, espelhos, formação de imagem.

Conceitos-chave

lei da reflexão
foco
imagem virtual
imagem real
equação do espelho esférico
aumento
espelho côncavo
espelho convexo

Como funciona

O ângulo de incidência é igual ao de reflexão (a partir da normal). O espelho plano dá imagem virtual direita. Nos esféricos o esquema traz os raios principais e o foco F = R/2 na aproximação paraxial. A equação 1/f = 1/d_o + 1/d_i liga as posições do objeto e da imagem.

Fórmulas principais

θᵢ = θᵣ (reflexão especular)

Espelho esférico: f = R / 2

Perguntas frequentes

Por que o espelho convexo sempre dá imagem menor e direita?: Os raios refletidos divergem. Os prolongamentos para trás cruzam-se atrás do espelho — a imagem é virtual e direita. O feixe divergente dá um campo largo e escala reduzida; por isso esses espelhos vão em portarias e como laterais de veículos.
O que significa distância da imagem negativa?: Na convenção escolar usual, di < 0 — imagem virtual, atrás do espelho: os raios não convergem ali, só os prolongamentos. Então o aumento M > 0 (imagem direita): assim no plano, no convexo e no côncavo se o objeto está dentro do foco.
Como acender um papel com um espelho côncavo e o Sol?: Raios paralelos, depois do espelho côncavo, reúnem-se no foco à distância f = R/2. O papel vai nesse ponto: a densidade de fluxo é grande, a temperatura sobe. O mesmo princípio nos concentradores solares.
Por que no esquema só há dois ou três raios?: Os raios principais localizam a imagem sem ambiguidade: paralelo ao eixo → passa por F; ao centro de curvatura → volta sobre si; a F → paralelo ao eixo. Qualquer outro ponto do objeto reflete para todos os lados. A aproximação paraxial não mostra a aberração esférica dos raios de borda.

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