Enunciado

Um espelho esférico de raio R tem centro em C, como mostrado na FIGURA P23.78. Um raio paralelo ao eixo é refletido através de F, o ponto focal. Mostre que F = R / 2 se ϕ ≪ 1   r a d .

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

Primeiro nós vamos nos concentrar no eixo óptico e no raio paralelo a ele. A geometria diz se linhas paralelas são ambos cortados por uma diagonal (neste caso, a linha que passa pelo centro de curvatura e normal ao espelho no ponto de incidência) os ângulos internos são iguais; então ϕ = θ i . A lei da reflexão diz que θ i = θ r , então nós concluímos que ϕ = θ r . Agora concentre-se no triângulo cujos lados são R, a e b. Porque dois dos ângulos são iguais, então é um triângulo isósceles, portanto, b = a . Aplica a lei dos cossenos a este triângulo, tal como

b 2 = a 2 + R 2 - 2 a R cos ⁡ ϕ

Como a = b , nós temos que

R 2 = 2 a R cos ⁡ ϕ

Temos que o termo R, é igual a

R = 2 a cos ⁡ ϕ

Nós queremos a magnitude do termo a nos termos de R, para isso, precisamos primeiro resolver para a

a = R 2 cos ⁡ ϕ

Se ϕ ≪ 1 então cos ⁡ ϕ ≈ 1 , então vamos pensar, se o limite for um pequeno ângulo ϕ , então R / 2 , então desde que f = R - a , também deve ser dessa forma

f = R 2

Demonstrando o que a questão nos pede 😊.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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