Os holofotes são aparelhos que servem para iluminar intensamente regiões distantes; são usadas em aeroportos, por bombeiros e equipes de salvamento. Baseando-se no que você conhece sobre o comportamento da luz quando incide nos espelhos côncavos, explique o funcionamento do holofote.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como o holofote usa o comportamento da luz em espelhos côncavos para iluminar regiões distantes. O conteúdo é ótica geométrica, especificamente reflexão em espelhos côncavos (geralmente de formato parabólico). Vamos precisar entender os elementos de um espelho côncavo — vértice, eixo principal e ponto focal — e aplicar a lei da reflexão.
Passo 2
Um espelho côncavo tem a propriedade de fazer com que raios de luz paralelos ao seu eixo principal converjam num ponto chamado ponto focal. Pela lei da reflexão, cada raio incidente reflete de forma que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, garantindo que todos esses raios paralelos se encontrem no foco.
Pelo princípio da reversibilidade da luz, o caminho da luz é simétrico: se raios paralelos convergem para o foco ao incidir no espelho, então uma fonte pontual colocada exatamente nesse foco emitirá raios que, após refletirem, sairão paralelamente ao eixo óptico.
Passo 3
No holofote, posiciona-se a lâmpada (fonte luminosa quase pontual) exatamente no foco do refletor côncavo parabólico. Desse modo, a luz emitida pela lâmpada é refletida em forma de um feixe colimado (praticamente paralelo), concentrando a energia luminosa numa única direção.
Esse feixe paralelo tem alta intensidade e pequena divergência angular, permitindo que o holofote ilumine objetos ou áreas muito distantes com eficiência muito maior do que uma lâmpada sem refletor.
Resposta
O holofote funciona colocando a lâmpada no ponto focal de um refletor côncavo parabólico, de modo que os raios emitidos reflitam paralelamente ao seu eixo e formem um feixe colimado de alta intensidade capaz de iluminar regiões distantes.