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Lâmpada virtual
(Imagem em espelho plano)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Estudar a produção de imagens virtuais, de objetos reais, obtidas por reflexão em superfícies planas; destacar a simetria entre objeto e imagem em relação ao sistema refletor. Ilusão causada pela simetria.

Material

Base de madeira de (40 x 30 x 2) cm,
placa de vidro plano comum, transparente, de (30 x 25 x 0,2) cm,
dois sarrafos de (3 x 3 x 25) cm,
dois soquetes para lâmpadas incandescentes,
duas lâmpadas incandescentes iguais (40 ou 60 W x 110 V),
interruptor simples (liga/desliga),
cordão de força (plugue + fio paralelo de 2 m).

Montagem

Aspecto final

Detalhes
Faça sulcos longitudinais com 1 cm de profundidade, nos dois sarrafos, para encaixar a placa de vidro. Sarrafos (molduras) já com os encaixes para o vidro podem ser obtidos de lojas de vidraçaria (espelhos, molduras etc.). Fixe os sarrafos na linha média da base de madeira, ao longo do maior dimensão (40 cm); observe se o vidro fica bem preso entre os encaixes. Fixe o interruptor e os soquetes conforme ilustramos. Faça a ligação elétrica como indicado em vermelho. Cuide para que os soquetes fiquem perfeitamente simétricos em relação ao plano do vidro, ambos a 12 cm deste, um de cada lado do vidro.

Procedimento
Ao acionar o interruptor, acende a lâmpada A que está atrás da placa de vidro plano transparente; a outra lâmpada B, localizada na frente do vidro plano e à mesma distância, também acende. O observador (visitante da Feira) postado na frente da montagem (o interruptor está na parte de trás) vê as duas lâmpadas acesas, uma diretamente (B) e a outra (A) pelos raios refratados pelo vidro.
Então, na presença do observador, a lâmpada A é removida de seu soquete e, no entanto, o observador continuará a ver a lâmpada A acesa e na mesma posição onde estava.

Isso realmente será uma ilusão. A lâmpada que de fato está acesa é a B, cuja imagem virtual, fornecida pelo vidro, se forma exatamente no local onde estava a 'real' lâmpada A.

Comentários
Muitos alunos fazem esse experimento substituindo as lâmpadas por velas, e isso trás alguns inconvenientes, a saber:

a) a vela da frente fica mais tempo acesa que a de trás --- seus tamanhos rapidamente diferem;
b) a vela de trás é apenas apagada (e não retirada) e, como há a luminosidade ambiente, acaba sendo vista algo superposta à imagem --- isso permite tirar a ilusão buscada;
c) a vela de trás pode cair ou ser retirada em algum experimento --- e depois não volta ao seu lugar de perfeita simetria.

Outra 'falha' comum é a altura da mesa onde se dispõe o projeto. Via de regra as mesas tem coisa de 80 cm de altura e o observador, não avisado, acaba observando o experimento 'por cima' e assim vê as duas velas diretamente. Assim, é indispensável que se providencie um suporte, um banquinho, uma caixa, ou algo do gênero que já disponha a montagem à altura dos olhos do observador. Um suporte 'telescópico' com borboletas de fixação seria o mais recomendável. Isso faz parte do experimento!

Ah! Não esqueça de fazer o "folheto" explicativo de seu experimento para que o 'espectador' leve um exemplar consigo. Experimento sem 'folheto' é totalmente esquecido!

Outro comentário pertinente refere-se às imagens conjugadas pelos espelhos planos (o vidro plano funciona como espelho plano). É comum ouvirmos "todo espelho plano conjuga imagem virtual" --- isso é apenas 'meia verdade'! Espelho plano pode perfeitamente conjugar imagem real; basta que o objeto seja virtual. Para obtermos uma imagem real conjugada por um espelho plano precisaremos de dois sistemas ópticos, a saber, um que conjugue de um objeto real uma imagem também real e outro (que será nosso espelho) que intercepte a luz emergente do primeiro sistema e conjugue a imagem real. Ilustremos isso:

O ponto A é ponto objeto real para o sistema óptico S1 ; B é ponto imagem real para S1 e ponto objeto virtual para S2 ; C é ponto imagem real para S2 ; C não tem existência óptica para S1 (pois os raios que partem dele não atinge S1). S1 pode ser lente ou espelho esférico, por exemplo.

 


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