--Usar os raios luminosos particulares na construção de imagens.

--Associar os raios luminosos ao processo de construção de imagens.

--Identificar quantos raios luminosos usar na construção de uma imagem.

Princípio da propagação retilínea da luz, conceitos básicos para o estudo de óptica geométrica, reflexão da luz e conceitos básicos para o estudo de espelhos esféricos.

O professor deve levar para sala de aula um espelho convexo e um espelho côncavo para cada grupo de 4 alunos. Leve também uma resma de papel A4.

ATIVIDADE 1:

Peça aos alunos para montarem grupos de 4 alunos. Cada grupo deve receber um par de espelhos (convexo e côncavo). Oriente-os a usarem o comprimento de seus braços para determinar características das possíveis imagens formadas por estes espelhos. Eles devem preencher a Tabela 1 a seguir, marcando um “x” em cada item que se verifica:

(Tabela 1: Determinação de algumas características das imagens formadas pelos espelhos esféricos - Tabela de autoria pessoal)

Depois de preencher esta tabela, mesmo que alguns dados tenham sido observados incorretamente, eles verão que o espelho convexo só conjuga um tipo de imagem, mas o espelho côncavo conjuga 4 tipos de imagens além de um caso de imagem imprópria (no infinito). O professor deve verificar se chegaram a essa conclusão. Se não chegarem, analise os dados da tabela no quadro e conduza-os a ela.

ATIVIDADE 2:

Mostre agora, usando um retroprojetor, a construção de imagem para o espelho convexo, usando a Figura 1 (Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/esferico.htm). 

(Figura 1: Características da imagem formada por espelhos convexos)

Explique-a detalhadamente (quais raios luminosos particulares foram usados, quais as posições que o objeto pode estar e quais as características únicas da imagem: virtual, direita, menor e entre o vértice e o foco). Deixe claro que este espelho só conjuga este tipo de imagem.

Depois mostre a Figura 2 (Fonte: http://educar.sc.usp.br/otica/esferico.htm), que é o caso onde espelhos côncavos conjugam imagem imprópria (no infinito). 

(Figura 2: Característica da imagem imprópria formada por espelhos côncavos)

Faça a mesma coisa, ou seja, explique com detalhes. Agora peça aos grupos para montarem as imagens conjugadas pelos espelhos côncavos para 4 outras situações citadas a seguir:

1) objeto antes do centro de curvatura;

2) objeto no centro de curvatura;

3) objeto entre o centro de curvatura e o foco;

4) objeto entre o foco e o vértice.

Entregue a eles cerca de 12 folhas em branco de papel A4 para que sirva de rascunho. Depois que cada grupo chegar à construção correta de todas as imagens (processo esse que deve ser acompanhado e conferido pelo professor) peça para que cada aluno faça o esquema definitivo em seus cadernos para que sirva de objeto de estudo a posteriori.

Apresente agora as animações seguintes:

1) Fonte: http://faraday.physics.utoronto.ca/IYearLab/Intros/LensOptics/Flash/ObjImage.html 

2) Fonte: http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConvex_mirror.swf 

3) Fonte: http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror.swf 

4) Fonte: http://www.wainet.ne.jp/~yuasa/flash/EngConcave_mirror2.swf 

Deixe que eles observem a evolução dos sistemas enquanto você explica o que está acontecendo, tirando dúvidas.

ATIVIDADE 3:

O professor deve apresentar a Figura 3 (Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/espelhos-esfericos/espelhos-esfericos-2.php), de maneira permanente no retroprojetor e pedir para que eles preencham a tabela seguinte.

(Figura 3: Esquemas de formação de imagens dos espelhos esféricos)

As três linhas preenchidas devem ser fornecidas  tal qual mostrado a seguir, para que sirvam de guia de como se deve preencher o restante da tabela:

(Tabela 2: Determinação de todas as características das imagens formadas pelos espelhos convexos e côncavos - Tabela de autoria pessoal)

Para a condução desta atividade o professor deve dar todo o tempo restante (menos os 5 minutos finais) da aula e ficar circulando entre os grupos para tirar dúvidas e ver se estão chegando aos resultados corretos.

Encerre a aula apresentando o vídeo da Figura 4, que é uma síntese do assunto (Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=J8H9fTa5-wc).   

(Figura 4: Vídeo - Espelhos esféricos)

Aprenda mais sobre construção de imagens em espelhos esféricos:

Mundo Educação: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/construcao-geometrica-imagens-espelhos-esfericos.htm 

Feira de Ciências:   http://www.feiradeciencias.com.br/sala09/09_OG03.asp 

Algo Sobre: http://www.algosobre.com.br/fisica/espelhos-esfericos.html 

Vila Bol: http://prof.pateta.vilabol.uol.com.br/optica4.html 

NEWTON, V.B; HELOU, R.D.; GUALTER, J.B. Tópicos de Física 2 – Termologia, Ondulatória e Óptica. São Paulo: Editora Saraiva, Vol. 2, 448p., 18a Ed., 2007.

Deve-se cobrar o conteúdo em cima das 6 varições possíveis de relação entre objeto e sua respectiva imagem: 1 para espelhos convexos e 5 para espelhos côncavos. Deve-se dar o esquema com o objeto e pedir para desenhar a respectiva imagem, com posição e tamanho deerminados pelos raios luminosos particulares. Deve-se fazer também o inverso, ou seja, dê a imagem e peça para qualificarem o respectivo objeto que gera tal imagem. Outra forma muito boa de se cobrar o conteúdo é movimentar o objeto diante do espelho e perguntar o que acontece com a imagem.