O que caracteriza uma imagem real em espelhos côncavos?

Uma imagem real é formada quando os raios refletidos se cruzam efetivamente, podendo ser projetada em uma tela.

Qual é a relação entre objeto no foco e os raios refletidos por um espelho côncavo?

Quando o objeto está no foco, os raios refletidos saem paralelos ao eixo óptico.

Como se calcula a distância focal de um espelho côncavo?

A distância focal ($f$) é metade do raio de curvatura: $f = \frac{R}{2}$.

O que acontece com a imagem de um objeto após duas reflexões em espelhos côncavos alinhados como no mirascópio?

A imagem é real e simétrica em relação ao plano médio entre os espelhos, com distância igual ao dobro da distância focal.

Por que a qualidade das superfícies dos espelhos é importante no mirascópio?

Superfícies de alta qualidade garantem a formação de imagens nítidas e sem distorções, essenciais para a ilusão 3D.

O que diferencia imagens reais de virtuais em sistemas ópticos?

Imagens reais podem ser projetadas em telas, pois resultam do cruzamento efetivo dos raios, enquanto imagens virtuais não podem ser projetadas.

Qual é o princípio físico por trás do funcionamento do mirascópio 3D?

O mirascópio utiliza a reflexão de raios em espelhos côncavos para formar uma imagem real tridimensional do objeto.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são

ENEM 2024 Questão 100

Mirascópio 3D: produtor de ilusão instantânea O equipamento ilustrado na figura, de dimensões apresentadas no esquema, é composto por dois espelhos côncavos $E_1$ e $E_2$, apoiados um sobre o outro por suas bordas, de tal forma que o vértice de $E_1$ coincide com o foco de $E_2$ e vice-versa. Na abertura circular de $E_2$, é formada uma imagem tridimensional de um objeto posicionado sobre o vértice de $E_1$. Essa imagem é formada a partir dos raios procedentes do objeto, refletidos por $E_2$ e $E_1$, respectivamente, conforme o esquema. Os observadores julgam visualizar o objeto quando estão, de fato, visualizando sua imagem. O efeito só é possível porque as superfícies de ambos os espelhos são de extrema qualidade.

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SALZMANN, W. Disponível em: https://wissenstexte.de. Acesso em: 27 jun. 2024 (adaptado).

A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são

Resolução

A questão aborda a formação de imagens em sistemas ópticos compostos por espelhos côncavos, especificamente o funcionamento do mirascópio 3D. O enunciado descreve dois espelhos côncavos (E1 e E2) dispostos de modo que o vértice de cada um coincide com o foco do outro. O objeto é colocado sobre o vértice de E1, e a imagem é observada na abertura de E2. Para resolver, é necessário compreender a formação de imagens em espelhos côncavos, especialmente quando o objeto está no foco. Quando um objeto está no foco de um espelho côncavo, os raios refletidos saem paralelos ao eixo óptico. No mirascópio, ocorre uma dupla reflexão: os raios refletem em E2 e depois em E1, formando uma imagem real, pois os raios efetivamente se cruzam após as duas reflexões. A distância entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem é igual ao dobro da distância focal (pois a imagem é simétrica em relação ao plano médio entre os espelhos), e como cada espelho tem distância focal de 3,8 cm, a distância total é $2 \times 3,8 = 7,6$ cm. Portanto, a imagem é real e a distância vertical é 7,6 cm.

Comentários por alternativa

A real e 5 cm.

Errada. Embora a imagem seja real, a distância de 5 cm não corresponde ao dobro da distância focal dos espelhos (3,8 cm), que é o valor correto para o sistema descrito.
B real e 3,8 cm.

Errada. A distância de 3,8 cm corresponde à distância focal de um espelho, mas a imagem é formada após duas reflexões, totalizando o dobro desse valor.
C real e 7,6 cm.

Correta. A imagem formada é real, pois os raios refletidos efetivamente se cruzam, e a distância entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem é $2 \times 3,8 = 7,6$ cm, já que cada espelho tem distância focal de 3,8 cm.
D virtual e 7,6 cm.

Errada. A distância está correta (7,6 cm), mas a imagem é real, não virtual, pois os raios realmente se cruzam após as duas reflexões.
E virtual e 3,8 cm.

Errada. A imagem é real (não virtual) e a distância correta é 7,6 cm, não 3,8 cm.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que caracteriza uma imagem real em espelhos côncavos?: Uma imagem real é formada quando os raios refletidos se cruzam efetivamente, podendo ser projetada em uma tela.
2. Qual é a relação entre objeto no foco e os raios refletidos por um espelho côncavo?: Quando o objeto está no foco, os raios refletidos saem paralelos ao eixo óptico.
3. Como se calcula a distância focal de um espelho côncavo?: A distância focal ($f$) é metade do raio de curvatura: $f = \frac{R}{2}$.
4. O que acontece com a imagem de um objeto após duas reflexões em espelhos côncavos alinhados como no mirascópio?: A imagem é real e simétrica em relação ao plano médio entre os espelhos, com distância igual ao dobro da distância focal.
5. Por que a qualidade das superfícies dos espelhos é importante no mirascópio?: Superfícies de alta qualidade garantem a formação de imagens nítidas e sem distorções, essenciais para a ilusão 3D.
6. O que diferencia imagens reais de virtuais em sistemas ópticos?: Imagens reais podem ser projetadas em telas, pois resultam do cruzamento efetivo dos raios, enquanto imagens virtuais não podem ser projetadas.
7. Qual é o princípio físico por trás do funcionamento do mirascópio 3D?: O mirascópio utiliza a reflexão de raios em espelhos côncavos para formar uma imagem real tridimensional do objeto.