Espejos cóncavos: óptica y física

Espejo cóncavo se caracteriza por ser un espejo esférico, y se puede encontrar en cualquier superficie interna en forma de casquete esférico, siempre que esta superficie sea capaz de reflejar los rayos de luz entrantes, el espejo cóncavo está contenido en una «rebanada» de esfera, este corte se llama casquete esférico y el reflejo se encuentra en el interior del casquete. A continuación se muestra una ilustración de un casquete esférico y la ubicación de la superficie donde podemos tener un espejo cóncavo.

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Figura 1: ilustra la forma de un casquete esférico y la ubicación de la superficie cóncava del espejo.

Los espejos cóncavos se utilizan comúnmente en aplicaciones muy específicas, esto se debe a que las imágenes formadas varían según la posición del objeto. Se pueden encontrar en algunos tipos de telescopios, proyectores y también se encuentra comúnmente en consultorios dentales, pues con él es posible observar ciertas características de los dientes, y el maquillaje también es común. Esto se justifica porque frente a los espejos cóncavos donde se ubica el objeto muy cerca del espejo, para ser más precisos, entre el vértice y el foco, la imagen resultante es virtual, directa y ampliada, lo que redunda en una mejor nitidez y visualización. de las características del objeto a observar.

Figura 2 – Ejemplo de un espejo cóncavo para ampliar la visión del dentista.

Las propiedades del espejo cóncavo tenemos las conocidas Punto focal (F), que es un punto medio entre el centro y la curvatura del espejo, este punto medio está en la línea (R), en este punto (F) es donde convergen los rayos reflejados o extendidos.

La medida entre el punto focal y el vértice del espejo es la Distancia focal (f), como hemos visto, el punto focal se ubica en el punto medio entre el centro de curvatura y el vértice del espejo, por lo que podemos decir que la distancia focal se puede definir como la mitad de la medida del radio:

f = R / 2 (1)

El vértice (V) es el punto tangencial descrito en la curvatura del espejo, y se ubica en el eje (e) del espejo, una línea central que une el centro de curvatura, el foco y el vértice. A continuación podemos ver cada elemento del espejo:

Figura 3 – Elementos de un espejo esférico.

Para determinar cómo se forman las imágenes en un espejo cóncavo, debemos conocer el comportamiento de los rayos de luz incidentes, es decir, cuando llegan a la superficie del espejo y se reflejan.

Figura 4 – Ilustración de rayos incidente en un espejo cóncavo.

Para la formación de imágenes, por ejemplo, solo necesitamos utilizar dos haces de rayos de luz incidentes sobre el espejo. Mediante estos dos rayos, determinamos la posición, el tamaño y la característica de la imagen reflejada.

Figura 5 – Ilustración de los rayos que emanan del objeto incidente sobre el espejo cóncavo que forma la imagen.

Además de este caso, tenemos otros para la formación de imágenes en espejos cóncavos. En este un objeto (O) colocado frente al espejo, más allá del centro de curvatura. Los rayos R¹ y R² emitidos por el objeto golpean el espejo que refleja de acuerdo con el comportamiento que vimos anteriormente. En el encuentro de los rayos, tenemos la formación de la Imagen, que en este caso se caracteriza por ser Real. (dado que está constituida por el encuentro de rayos incidentes, tal imagen está constituida por luz), invertido (porque la dirección es diferente a la del objeto) y reducido (porque es más pequeño que el objeto).

Figura 6 – Ilustración de los rayos que emanan del objeto incidente sobre el espejo cóncavo que forma la imagen.

En este ejemplo, el objeto (O) se coloca entre el punto focal y el vértice. Los rayos R¹ y R² emitidos por el objeto inciden en el espejo que refleja según el comportamiento. En el encuentro de la extensión de los rayos, tenemos la formación de la Imagen, que en este caso se caracteriza por ser Virtual. (al estar constituida por la prolongación de los rayos incidentes, tal imagen no está constituida por la luz), directo (ya que la dirección es la misma que la del objeto) y ampliado (porque es más grande que el objeto).

También tenemos un caso muy particular que es la imagen denominada como inapropiada, donde el objeto se posiciona sobre el punto focal, en este caso los rayos reflejados son paralelos, por esta razón también se puede escuchar que se dice que es una imagen formada en el infinito. , lo que conduce a la no formación de imagen reflejada, donde lógicamente podemos ver que la imagen no es ni real ni virtual, solo una condición inadecuada para la formación de imágenes reflejadas.

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Referencias
Nussenzveig, HM – Curso de Física Básica: Óptica, Relatividad y Física Cuántica; vol.4. São Paulo: Blucher 1998.

Halliday, David; Resnick, Robert; Walker Jersey; trans. de Biasi, Ronaldo Sérgio. Fundamentos de Física. vol.4. Río de Janeiro: LTC, 2003.

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