Um espelho côncavo será utilizado para a obtenção de uma imagem de um determinado objeto. As características desejadas para essa imagem são: real, invertida e de tamanho maior do que o objeto.
Determine a posição que o objeto deve ser colocado (relacionada aos pontos C, F e V) em relação ao espelho para que essa imagem seja produzida. Esboce a formação da imagem.

Passo 1

O problema trata de um espelho esférico côncavo no qual queremos obter uma imagem que seja real, invertida e maior que o objeto. O conteúdo envolve óptica geométrica de espelhos esféricos, em particular a equação de Gauss
\frac{1}{p} + \frac{1}{q} = \frac{1}{f}
e o diagrama de raios para localizar imagem.

Passo 2

Para espelhos côncavos vale que, se o objeto está além do centro de curvatura C ( p>2f), a imagem fica entre o foco F e C, real, invertida, mas menor; se o objeto está exatamente em C ( p=2f), a imagem forma-se em C, real, invertida e de mesmo tamanho; se o objeto está entre F e C ( f<p<2f), a imagem fica além de C, real, invertida e maior.

Passo 3

Como queremos imagem real, invertida e maior que o objeto, devemos ter
f < p < 2f
isto é, o objeto coloc-se entre o foco F e o centro de curvatura C.

Passo 4

Esboço da formação da imagem (vista de perfil):
          Imagem ↑
               \
                \   
      C---------|--------- Espelho côncavo
               )
               |
       F-------| 
               |
     Objeto ↑  |
              /
             /
No desenho acima, traçam-se três raios notáveis saindo do topo do objeto:
• Um raio paralelo ao eixo principal reflete passando por F.
• Um raio que incide passando por F reflete paralelo ao eixo.
• Um raio dirigido a C reflete de volta sobre si mesmo.
A interseção desses raios refletidos define a ponta da imagem real, invertida e maior, localizada além de C.

Resposta

O objeto deve ser colocado entre o foco F e o centro de curvatura C do espelho côncavo.

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