Física y Luz...
Espejo plano.
Una superficie lisa y plana que refleja muy bien la luz, se denomina espejo plano. Consideramos que un objeto luminoso pequeño, representado por la O en la figura, esta colocado frente a un espejo, La luz sale del objeto e incide en el espejo y es reflejada a continuación. Una vez que se trazan los rayos de luz y sus correspondientes rayos de reflexión, vemos que al trazar las prolongaciones de estos rayos, todos pasan por el mismo punto I. Así, la luz que es reflejada por el espejo plano, diverge como si estuviera siendo emitida desde el punto I, situado imaginariamente dentro del espejo.
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
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Imagen virtual.
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La luz emitida por un objeto y reflejada desde un espejo plano, llega a los ojos de un observador como si proviniera del punto de interseccion de las prolongaciones de los rayos reflejados. En este punto el observador ve una imagen virtual del objeto.
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Cuando una superficie reflejante forma una imagen virtual, todo se observa como si los rayos reflejados fuesen emitidos desde esta imagen (por ello es posible fotografiar la imagen virtual de los objetos.
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Distancia de la imagen al espejo.
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Para determinar la posición de la imagen virtalde un objeto pequeño colocado frente a un espejo, solo basta con trazar dos rayos luminosos que partan del objeto y se reflejan en el espejo. En la figura se ven dos rayos incidentes: OA (perpendicular al espejo), y OB, cuyo ángulo de incidencia es i. Los rayos reflejados correspondientes son: AO y BC. La posició de la imagen virtual, I, se encuentra al prolongar dichos rayos reflejados.
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
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Siendo Do la disancia del objeto con respecto al espejo, y Di la distancia de la imagen con respecto al espejo, y sabiendo que i=r, podemos concluir que loa triángulos OAB e IAB son iguales entre sí, y por lo tanto Do = Di. Entonces, la imagen de un objeto pequeño en un espejo plano, es simétrica del objeto en relacion con el espejo, es decir, esta situaca en la perpendicular al espejo trazada desde el objeto relativamente al espejo son iguales. De esta manera, si se coloca una lámpara a una distacia de 30 cm de un espejo plano, su imagen se formará detrás de la superficie del espejo y también a 30 cm de distancia.
Espejos esféricos.
Espejos cóncavos y convexos.
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Una superficie lisa, de forma esférica y que refleje muy bien la luz, es un espejo esférico. Si la luz se refleja desde la superficie interna, como se ve en la figura (a), se dice que el espejo es cóncavo, y si la reflexión se produce en la superficie externa, como en la figura (b), decimos que el espejo es convexo.
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
En la siguiente figura se muestran algunos elementos importantes de los espejos esféricos:
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- el punto V (centro de la superficie reflejante), denominado vértice del objeto.
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- el punto C (centro de curvatura de la superficie esférica), denominado centro del espejo.
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- la recta CV, denominada eje del espejo.
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- el segmento R, llamado radio del espejo (radio de curvatura de la superficie esférica).
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
Imagen real.
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Cuando un haz de luz emitido por un objeto se refleje en un espejo cóncavo y converja luego en un punto, tendremos en éste la formación de una imagen real del objeto.
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Formacion de una imagen (I) de un objeto (O) por un espejo cóncavo:
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
Foco de un espejo.
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Un haz de rayos luminosos, al incidir en forma paralela al eje de un espejo cóncavo, se refleja y converge hacia un foco real; al incidir en un espejo convexo, divergirá después de la reflexión, como si fuese emitido de un foco virtual.
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(a) Foco de un espejo cóncavo.
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(b) Foco de un espejo convexo.
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
Distancia focal.
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La distancia focal, f, de un espejo esférico es igual a la mitad de su radio de curvatura, R, es decir, f=R/2. En otras palabras, el foto de un espejo esférico está situado a la mitad de la distancia del centro.
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imagen: Alvarenga, B (1998) Física General.
La ecuación de los espejos esféricos.
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La imagen de un objeto colocado a una distancia Do de un espejo esférico con distancia focal f, se forma a una distancia Di del espejo, de modo que:
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1/f = 1/Do + 1/Di
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En esta ecuacón, Do siempre es positiva, f es positiva para el espejo cóncavo y negativa para el convexo, y Di es positiva para una imagen real y negativa para una imagen virtual.
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