domingo, 20 de febrero de 2011

La LUZ y los Espejos

Dentro de las propiedades de la luz consigné la Reflexión especular, dije un haz de luz incidiendo sobre una superficie perfectamente lisa se refleja y todos los rayos reflejados salen en la misma dirección, y di como ejemplos de estas superficies los espejos, la superficie del agua en reposo.

En esta entrada voy a hablar de los espejos, superficies muy pulimentadas, con una capacidad reflectora del 95 % o superior, de la intensidad de la luz incidente. La formación de imágenes en los espejos son una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos en la superficie del espejo.

Los espejos planos son los que usamos más frecuentemente, la imagen producida por un espejo plano es virtual, pues se forma con las prolongaciones de los rayos, se ven como si estuvieran dentro del espejo, podemos verla si estamos frente al espejo, pero no la podemos proyectar sobre una pantalla, tienen el mismo tamaño que el objeto y se encuentra aparentemente a la misma distancia del espejo que el objeto reflejado.

Sin embargo, la parte derecha de la imagen se corresponde con la parte izquierda del objeto y viceversa. A esto se llama inversión lateral.

También existen los espejos curvos, y según la forma de la superficie pulimentada de los espejos curvos, éstos pueden ser esféricos, parabólicos, etcétera.

Los espejos esféricos tienen forma de casquete (una parte de una esfera hueca) y pueden ser cóncavos (superficie curva con la parte central más hundida) o convexos (superficie curva con la parte central saliente).


En los espejos esféricos podemos difinir las siguientes partes:

°) Centro de curvatura del espejo: (O) Es el centro de la esfera a la que pertenece el casquete.

°°) Centro de figura del espejo: (C) Es el centro geométrico del casquete.

°°°) Eje Principal: Es la recta que pasa por el centro de curvatura del espejo y por el centro de la figura, también denominado eje óptico.

°v) Eje Secundario: Es cualquier recta que pasa por el centro de curvatura. Existen infinitas.

v) Foco Principal del espejo: Es un punto del eje principal en el que se cortan, una vez reflejados, los rayos que llegan al espejo paralelos al eje principal, para el caso de los espejos cóncavos, o sus prolongaciones en los espejos convexos. Se encuentra a la izquierda del centro geométrico en los espejos cóncavos y a la derecha en los espejos convexos.


Para espejos de radio de curvatura pequeño, el foco principal se encuentra a la mitad de la distancia entre el centro de curvatura (O) y el de la figura (C).

Definidas las partes de los espejos esféricos, veamos como se produce la formación de imágenes. Hay que distinguir entre los espejos cóncavos y convexos.

Espejos cóncavos:

1.- Objeto situado a la izquierda del centro de curvatura. La imagen es real, invertida y situada entre el centro y el foco. Su tamaño es menor que el objeto.

2.- Objeto situado en el centro de curvatura. La imagen es real, invertida y situada en el mismo punto. Su tamaño es igual que el objeto.

3.- Objeto situado entre el centro de curvatura y el foco. La imagen es real, invertida y situada a la izquierda del centro de curvatura. Su tamaño es mayor que el objeto.

4.- Objeto situado en el foco del espejo. Los rayos reflejados son paralelos y la imagen se forma en el infinito.

5.- Objeto situado a la derecha del foco. La imagen es virtual y conserva su orientación. Su tamaño es mayor que el objeto.

Espejos convexos:

Se produce una situación en la que la imagen es virtual, derecha y más pequeña que el objeto.

En el siguiente vídeo puedes ver gráficamente lo dicho.


Dos cuestiones antes de finalizar, a.- El aumento de los espejos es A = y´/y, siendo y´la altura de la imagen e y la altura del objeto. b.- Los espejos ofrecen frente a las lentes una serie de ventajas que permiten usarlos en instrumentos ópticos, y solo es preciso pulir una superficie curva, mientras que en las lentes deben pulirse dos.

Algunas aplicaciones de estos espejos podemos verlas donde se dificulta la visión, por ejemplo, en la salida de estacionamientos, o para supervisar estanterías en los super, o en los automóviles para ver hacia atrás, los espejos retrovisores, y así podría seguir enumerando aplicaciones de los espejos cóncavos.


Otra situación que requeriría el uso de espejos lo muestra el gráfico donde puede verse una aplicación de espejos convexos, en intersección de calles.

Si deseas ampliar los conceptos apuntados aquí puedes consultar esta página o esta otra, donde he recurrido para armar esta entrada.

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