LOS ESPEJOS PLANOS
Observa la figura 1, los rayos que provienen del punto P y se dirigen al espejo, al reflejarse, lo hacen de tal manera que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Los triangulo POQ y P'OQ son congruentes. De esta manera, la distancia PQ es igual a la distancia P'Q.
Por tanto podemos concluir que la distancia entre la imagen de un objeto y el espejo plano que la produce es igual a la distancia entre el objeto y el espejo.
Llamaremos la distancia al objeto \(d_o\) y a la distancia de la imagen al espejo \(d_i\), tenemos entonces:
\(d_o=d_i\)
A partir de un razonamiento similar al anterior podemos concluir que el tamaño de la imagen producida por un espejo plano es igual al tamaño del objeto. Es decir:
\(h_0=h_i\)
Observa que no es posible proyectar la imagen del objeto, producida por el espejo plano en una pantalla, pues los rayos provenientes de ella parecen venir de detrás del espejo. En este caso se dice que se produce una imagen virtual.
Aunque la imagen producida por un espejo plano tiene inversión lateral, vemos nuestra imagen al derecho, nunca invertida.
LOS ESPEJOS ESFÉRICOS
Los espejos que no son planos proporcionan imágenes distorsionadas, en cuanto a la forma y el tamaño real de los objetos reflejados en ellos. Esta distorsión se debe, precisamente a que la superficie reflectante de dichos espejos no es plana sino semiesférica. Dentro de este tipo de espejos podemos distinguir dos clases: los espejos cóncavos y los convexos.
Los espejos cóncavos poseen la superficie reflectante en la parte interior del casquete esférico y los convexos la traen en la parte exterior del mismo.
En estos espejos podemos distinguir:
El centro de curvatura (C), es el mismo centro de la esfera a la que pertenece el casquete esférico. La distancia del centro a cualquier punto del espejo es el radio del espejo y se nota con la letra R. Observa en la figura 2 que todo rayo luminoso que paso por el centro al reflejarse en el espejo pasara por el mismo punto debido a que en todo punto el radio es perpendicular al espejo.
El vértice (V), es el centro topográfico del casquete esférico
El eje óptico es la recta que pasa por el centro de curvatura y el vértice
El foco (F), Es el punto en el que se concentran los rayos reflejados cuando han incidido en e espejo en dirección paralela al eje óptico (espejos cóncavos) o donde se cortan las prolongaciones de los rayos reflejados cuando han incidido en dirección paralela al eje óptico (espejos convexos). La distancia del foco al vértice se llama distancia focal y se nota con la letra f.
CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES EN ESPEJOS CÓNCAVOS
Para ilustrar la manera como se construyen las imágenes sobre un espejo cóncavo, tomaremos únicamente tres rayos, que llegan al espejo provenientes del extremo superior de una objeto ubicado frente a este, como se muestra en la figura 3. Se siguen los siguientes pasos:
El punto en el cual se cruzan los tres rayos, es el extremo de la imagen. La imagen aparece entonces al frente del espejo y dado que se puede proyectar en una pantalla se llama imagen real.
Los espejos cóncavos son útiles en virtud de sus propiedades de concentración. Es decir que, si un haz luminoso de frentes de onda planos, incide sobre un espejo cóncavo, propagándose en una dirección a lo largo de su eje óptico, toda la luz interceptada por el espejo se reflejara de tal manera que convergerá en el foco.
CONSTRUCCIÓN DE IMÁGENES EN ESPEJOS CONVEXOS
Para la construcción de las imágenes utilizaremos nuevamente los mismos tres rayos que consideramos en los espejos cóncavos. Estos llegan al espejo provenientes del extremo superior del objeto. Consideremos que frente a un espejo convexo se coloca un objeto como en la figura 4.
Para esquematizar la formación de la imagen de dicho objeto, trazamos tres rayos, desde el extremo superior del objeto de manera tal que:
El primero de los rayos, dirigido hacia el centro de la curvatura, se refleje, pasando nuevamente por el centro
El segundo, paralelo al eje óptico, al reflejarse, parece venir del foco
El tercero, dirigido hacia el foco, al reflejarse, es paralelo al eje.
El punto en el cual se cruzan los tres rayos es el extremo de la imagen. Como puedes ver, la imagen aparece detrás del espejo, por lo que se dice que es una imagen virtual. Además nota que la imagen producida por un espejo convexo es derecha y de menor tamaño.
PREGUNTA: Si en un mismo cascaron esférico tengo un espejo cóncavo y uno convexo (uno por cada lado), podría afirmar que sus ejes ópticos: