ENEM 2024/100
Para resolver essa questão, precisamos entender como funciona a formação de imagens em espelhos côncavos. Quando um objeto é colocado no foco de um espelho côncavo, os raios refletidos são paralelos e não se convergem para formar uma imagem real. No entanto, no Mirascope 3D, temos dois espelhos côncavos dispostos de forma que o vértice de um coincide com o foco do outro.
Primeiro, vamos analisar a formação da imagem pelo espelho \(E_2\). O objeto está posicionado no vértice de \(E_1\), que é o foco de \(E_2\). Os raios refletidos por \(E_2\) serão paralelos e incidirão sobre \(E_1\). Como \(E_1\) é um espelho côncavo, esses raios paralelos serão refletidos e convergirão para o foco de \(E_1\), que é o vértice de \(E_2\).
Portanto, a imagem formada será real e estará na abertura circular de \(E_2\). A distância vertical entre cada ponto do objeto e seu correspondente ponto imagem será a soma das distâncias focais dos espelhos. Cada espelho tem uma distância focal de 3,8 cm, então a distância total será:
3,8 cm + 3,8 cm = 7,6 cm
Assim, a natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são:
A alternativa correta é a
(C) real e 7,6 cm.
A questão descreve o funcionamento de um mirascópio 3D, um dispositivo óptico que utiliza dois espelhos côncavos para criar uma ilusão de ótica.
Princípios Ópticos Envolvidos:
O mirascópio funciona com base nos princípios da reflexão em espelhos côncavos. Quando um objeto é colocado no foco de um espelho côncavo, os raios de luz refletidos se tornam paralelos. Se esses raios paralelos incidirem em outro espelho côncavo posicionado de forma que seu foco coincida com o vértice do primeiro espelho, os raios convergirão para um ponto que coincide com o vértice do primeiro espelho, formando uma imagem real e invertida.
No caso do mirascópio, os dois espelhos côncavos são posicionados de forma que o vértice de um coincida com o foco do outro, criando um sistema que projeta uma imagem real no vértice do espelho superior. Esta imagem é formada no ar, dando a ilusão de que o objeto está flutuando.
Análise da Imagem e do Texto:
O texto afirma que a imagem é formada "na abertura circular de E2" e que os observadores "julgam visualizar o objeto quando estão, de fato, visualizando sua imagem". Isso indica que a imagem é formada no ar, acima do espelho E2, e é uma imagem *real*. Imagens reais podem ser projetadas em uma tela ou, neste caso, formadas no espaço.
A distância vertical entre o objeto e a imagem pode ser calculada observando o esquema. O objeto está no vértice de E1, e a imagem é formada no vértice de E2. A distância entre os vértices dos dois espelhos é a soma das distâncias entre cada vértice e o ponto onde os espelhos se encontram: 3,8 cm + 3,8 cm = 7,6 cm.
Conclusão:
A natureza da imagem é real, e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem é 7,6 cm.
Resposta: (C)