Nesta aula o aluno compreenderá como funciona um Espelho Plano e como são formadas as imagens nestes tipos de espelhos. Além disso, esta aula pode contribuir para aprimorar a capacidade crítica, analítica e argumentativa dos alunos relacionadas às temáticas de óptica geométrica.

* Luz (Ondas eletromagnéticas).

As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Uso do Laboratório de Informática;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.

Tabela 1 – Lista de Materiais

 
Motivação:

Sugerimos que o professor, após pedir para que os alunos formem grupos de quatro a cinco integrantes, pergunte a eles como um espelho (Fig. 1) consegue formar a imagem de um objeto colocado à sua frente.

Figura 1 – Espelho.
Imagem disponível em: http://blog.cancaonova.com/revolucaojesus/files/2008/03/espelho.jpg. Acesso em: 07 Nov. 2009

Além disso, o professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “Por que nas ambulâncias (Fig. 2) o nome é escrito ao contrário?”.

Figura 2 – Ambulância.
Imagem disponível em: http://www.radiogeice.com/site_radio/images/stories/ambulancia.jpg. Acesso em: 06 Nov. 2009

Após ouvir as opiniões dos alunos, o professor deverá dizer que estas perguntas serão esclarecidas no decorrer destas aulas.

Atividade 1

Neste momento, o professor, após organizar os alunos em grupos com 4 ou 5 pessoas, deverá apresentar o recurso aos alunos, o qual aborda uma experiência sobre Espelhos Planos, como postado abaixo.

Recurso: Formação e posição da imagem nos espelhos planos
Link do Recurso no site do Banco Internacional de Objetos Educacionais:
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/9965

Figura 3 – Representação da experiência.

Este experimento consiste em fazer um estudo da reflexão num espelho plano.

Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:

1ª. Parte do experimento:

• Disponham, verticalmente, um espelho plano sobre a folha de papel (que deve estar sobre a placa de isopor) com auxílio de 2 alfinetes, presos ao espelho com fita adesiva (Fig. 4).

Figura 4 – Demonstração.

• Coloquem um alfinete, de ponta colorida, de pé, em frente ao espelho, a uma distância de 4 cm do mesmo.

• Com auxílio de outro alfinete, sendo este de ponta comum, atrás do espelho, procure obter a posição coincidente com a posição da imagem do alfinete de ponta colorida. Esta posição é obtida quando não se observar mais paralaxe (a mudança aparente da posição de um objeto observado) entre o alfinete de ponta comum (atrás do espelho) e a imagem do alfinete de ponta colorida. Marquem então a posição encontrada.
a) Usando a régua, meçam a distância entre as posições do espelho e da imagem do objeto. Anotem o que foi observado.
b) Repetindo algumas vezes os três últimos procedimentos para diferentes distâncias espelho - objeto, o que se pode concluir quando a relação entre as distâncias espelho-objeto e espelho-imagem? Anotem.

2ª. Parte do experimento:
• Disponham, verticalmente, um espelho plano sobre a folha de papel (que deve estar sobre a placa de isopor) com auxílio de 2 alfinetes, presos ao espelho com fita adesiva.
• Espetem um alfinete de ponta colorida a 4 cm do espelho (este alfinete será nosso objeto). Procurem alinhar os alfinetes (de ponta comum) com a imagem do alfinete de ponta colorida que você vê visando-a de uma posição um pouco a esquerda do espelho (Fig. 5).

Figura 5 – Demonstração.

• Agora, alinhem dois alfinetes com a imagem do alfinete de ponta colorida que você vê visando-a de uma posição um pouco à direita do espelho (Fig. 6).

Figura 6 – Demonstração.

• Retirem o espelho, marquem sua posição e tracem as retas que contém os alfinetes do lado esquerdo com a imagem e os alfinetes do lado direito com a imagem.
• As duas retas obtidas no procedimento anterior seccionam a posição marcada do espelho em pontos que se denominam de "pontos de incidência". Tracem agora duas retas que unam o objeto (alfinete de ponta colorida) aos pontos de incidência. As retas que ligam o objeto ao espelho, ou melhor, ao ponto de incidência do espelho, representam os raios luminosos que chegam ao espelho saindo do objeto - são denominados "raios incidentes" (Fig. 7). As retas que ligam os alfinetes alinhados com a imagem ao espelho (no ponto de incidência) representam os "raios refletidos".

Figura 7 – Demonstração.

• Os raios incidentes e refletidos formam com a "normal" (reta perpendicular ao espelho no ponto de incidência), ângulos denominados de incidência (i) e de reflexão (r) (Fig. 8).

Figura 8 – Demonstração.

• Mudando a posição do objeto (alfinete de ponta colorida), meçam três vezes os ângulos de incidência e seus correspondentes ângulos de reflexão (use o transferidor). A partir dos resultados obtidos nas medidas dos ângulos de incidência e reflexão, pode-se dizer que existe alguma relação entre eles? Qual? Anotem.

Pergunte aos alunos se eles perceberam alguma semelhança entre a distância objeto-espelho e espelho-imagem, além de perguntar se eles compreenderam como identificamos se conseguimos observar ou não a reflexão de um objeto. Favoreça que os alunos concluam, com base na realização do experimento, que a distância objeto-espelho e espelho-imagem é a mesma para Espelhos Planos e que descobrindo a posição da imagem num espelho, podemos identificar se é possível ou não visualizar esta imagem no espelho.

Concluindo, pergunte aos alunos se eles compreenderam a importância de se estudar a formação de uma imagem formada atrás do espelho, e favoreça com que os alunos possam aprender que com este estudo - dos espelhos planos, podemos entender como acontece a reflexão dos objetos.

Finalizando as aulas:

Neste momento, retome a pergunta inicial (do espelho) e favoreça com que os alunos compreendam que um espelho consegue formar a imagem de um objeto postado à sua frente por causa da sua superfície muito bem polida e com a formação de sua imagem atrás do espelho é possível compreender a sua reflexão.

Além disso, sobre a segunda pergunta (d a ambulância), favoreça a formação da construção do saber de que, quando a ambulância se aproximar de um carro, este seja refletido pelos espelhos dos retrovisores dos carros à frente, o nome possa ser lido facilmente e os carros deem passagem. Ao refletir os raios de luz provenientes da ambulância, os espelhos do carro da frente invertem lateralmente as letras, possibilitando sua leitura. Se elas estivessem escritas normalmente, sua imagem seria invertida lateralmente e as leitura seria mais difícil ⁽¹⁾.

SUGESTÃO

Sugerimos que o professor leve os alunos para o laboratório de informática ou à sala de vídeo e apresente o seguinte vídeo (Fig. 9):

Recurso: http://www.youtube.com/watch?v=xZU2wDwHODU (Acesso em: 06 Nov. 2009)

Figura 9 – Imagem do vídeo.

Sugestão: O professor, se preferir, poderá gravar o vídeo em DVD e apresentá-lo aos alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.

Este vídeo explica o que é um Espelho Plano e como acontece a reflexão neste espelho.
Pergunte aos alunos onde nós utilizamos este tipo de espelho e a importância deste no nosso cotidiano.

Referências Bibliográficas

(1) – Scribd. Física do Dia-a-Dia. Disponível em: < http://www.scribd.com/doc/4077040/Fisica-Curiosidades-Fisica-do-DiaaDia?classic_ui=1 >. Acesso em: 06 Nov. 2009.

Teoria e experimentos:
http://www.efeitojoule.com/2009/04/optica-espelho-plano-espelhos-planos.html

Avalie a participação dos alunos nas discussões, na exploração do recurso, e peça para eles pesquisem em livros e na internet sobre os espelhos esféricos: Espelho Côncavo e Espelho Convexo. Na próxima aula questione os alunos sobre a diferença entre os espelhos planos e esféricos, e peça para que eles dêem exemplos da utilização destes.