Espejos Física

Espejos e Imágenes

Hay tres tipos principales de espejos: planos, cóncavos y convexos. Los espejos planos constituyen el tipo más familiar; los cóncavos son ahondados -los de afeitarse son un ejemplo- y los convexos -abultados- se utilizan, por ejemplo, como retrovisores para automóviles, porque proporcionan un gran ángulo de visión.

La reflexión de los tres tipos de espejos se rige por dos leyes principales. La primera ley de la reflexión afirma que el rayo incidente y el reflejado se hallan en el mismo plano que la normal (una línea imaginaria, perpendicular a la superficie en el punto donde la toca el rayo incidente). La segunda ley afirma que el ángulo de incidencia (formado por el rayo incidente con la normal) es igual al de reflexión (formado por el rayo reflejado con la normal).

Mediante estas dos leyes es posible determinar los tipos de imágenes formados por las diferentes clases de espejos. La imagen formada por un espejo plano tiene el mismo tamaño que el objeto reflejado; la imagen formada y el objeto equidistan del plano del espejo; ofrecen inversión lateral; esa imagen es virtual (es decir, está formada por rayos divergentes, por lo que no puede formarse en una superficie del tipo de una pantalla; sin embargo, es visible, y da la impresión de estar en el lugar de donde divergen aparentemente los rayos reflejados).

El tipo de imagen formada por un espejo cóncavo depende de la distancia existente entre el objeto y el espejo. En general, la imagen es invertida y real (es decir, formada por rayos convergentes y, por lo mismo, susceptible de ser recogida en una pantalla) cuando el objeto está más distante que el foco del espejo, y directa y virtual cuando el objeto está del lado de dentro del foco. Los tipos de imágenes formadas por espejos cóncavos esféricos aparecen en los diagramas de rayos correspondientes (representaciones exactas de la posición y tamaño del objeto -y de la imagen- con respecto del espejo).

A diferencia de los espejos cóncavos, los convexos producen siempre imágenes directas y virtuales, independientemente de la posición del objeto.

En los diagramas de rayos A al E (izquierda) se muestra la formación de la imagen en un espejo esférico cóncavo. En A, el objeto (verde) está detrás del centro de curvatura del espejo, siendo la imagen (roja) real, invertida y disminuida. Al acercar el objeto al espejo, la imagen se hace mayor, alcanzando el mismo tamaño que el objeto cuando éste se sitúa en el centro de curvatura, y superándolo de tamaño cuando el objeto queda dentro de dicho centro (B). Cuando el objeto está en el foco, la imagen está en el infinito, siendo por lo tanto, virtual (C). Situando el objeto justo dentro del foco, se produce una imagen directa, virtual y muy aumentada (D).

Y si el objeto se acerca aún más al espejo (E), la imagen sigue siendo directa y virtual, pero su grado de aumento disminuye conforme se acerca el objeto al espejo. En el trazado de diagramas de rayos se pueden usar tres clases principales de rayos (aunque son suficientes dos cualesquiera de ellas): los rayos procedentes del objeto, que pasan por el centro de curvatura, se reflejan siguiendo su misma trayectoria; los rayos procedentes del objeto y paralelos al eje principal se reflejan a través del foco; y los rayos que, procedentes del objeto, pasan por el foco, se reflejan paralelamente al eje principal. Estos rayos se utilizan para representar diagramas de rayos porque son fáciles de trazar y porque reproducen con exactitud lo que ocurre con la luz al reflejarse.