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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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