Un espejo esférico tiene
como característica que forma parte de una esfera. Estos espejos tienen
infinidad de aplicaciones cotidianas. Dependiendo del lugar donde se coloque el
objeto, dará origen a un tipo de imagen.
ELEMENTOS PRINCIPALES DE LOS ESPEJOS
Los componentes de un
espejo esférico son: centro de curvatura (C ), vértice (V), foco (F), eje principal
(EP), eje secundario (ES) y distancia focal. Su localización se muestra en la
imagen y la simbología en la tabla.
ELEMENTOS DE UN
ESPEJO ESFERICO
C
|
Centro de curvatura
|
Centro de la esfera de donde se obtuvo
el espejo.
Es igual a dos veces la distancia
focal (dF).
|
F
|
Foco
|
Punto en el que coinciden los rayos
reflejados.
Punto que se localiza a la mitad del
radio de la esfera la cual formaría parte el espejo.
|
V
|
Vértice
|
Polo del casquete
Punto donde el eje principal hace
contacto con el espejo.
|
EP
|
Eje principal
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Recta que pasa por CV (centro de
curvatura y vértice)
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ES
|
Eje secundario
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Cualquier recta que pasa por centro de
curvatura ( C )
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VF (dF)
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Distancia focal
|
Distancia entre el vértice y foco
|
RAYOS FUNDAMENTALES EN ESPEJOS
Se llama así a un tipo de rayos que al incidir en ciertos
puntos del espejo esférico, se comportan de determinada forma. De aquí se origina
la posibilidad de formación de diferentes tipos de imágenes. Se presentan tres
casos:
·
Si el rayo de luz es paralelo al eje principal,
al reflejarse pasa por el foco.
·
Si el rayo de luz pasa por el foco, es reflejado
paralelamente al eje principal.
·
Cuando el rayo de luz pasa por el centro de
curvatura, es reflejado en la misma dirección.
Estas propiedades de los rayos se aplican en un proyector de
iluminación para que envíe un haz de rayos paralelos. La lámpara se ubica en el
foco del espejo cóncavo. La lámpara se ubica en el foco del espejo cóncavo.
ESPEJO ESFÉRICO
Un espejo esférico cóncavo cuando los rayos luminosos son
reflejados por la parte interior. Se usan por ejemplo en microscopios,
telescopios, cámaras fotográficas y proyectores de transparencias para
concentrar la imagen o luz en un punto. Estos espejos son también convergentes.
Formación de imágenes en espejos esféricos cóncavos
Las imágenes observadas en los espejos esféricos cóncavos
dependen de la posición en la que se coloque el objeto, pero es indispensable
que se corten por lo menos dos rayos reflejados enviados desde dos puntos
extremos del objeto, lo cual dará origen a imágenes virtuales o reales. Se
presentan cinco casos:
Primer caso. Objeto colocado después del centro de curvatura
La imagen que se obtiene al colocar el objeto después del
centro de curvatura es real, invertida, de menor tamaño que la original y se
localiza entre el foco y el centro de curvatura.
Segundo caso. Objeto colocado en el centro de curvatura
La imagen que se obtiene al coloca el objeto en el centro de
curvatura es real, invertida, de igual tamaño que la original y localizada en
el mismo centro de curvatura.
Tercer caso. Objeto colocado entre el foco y el centro de curvatura
La imagen que se obtiene al colocar el objeto entre el
centro de curvatura y el foco del espejo es real, invertida, mayor que la
original y formada después del centro de curvatura.
Cuarto caso. Objeto colocado entre espejo y foco
La imagen no se forma cuando se coloca el objeto en el foco,
debido a que no se cumple el requisito fundamental para la formación de
imágenes, que se corten por lo menos dos rayos reflejados enviados desde dos
puntos extremos del objeto.
Quinto caso. Objeto colocado entre el espejo y foco
La imagen obtenida al
colocar el objeto entre el foco y el vértice es virtual, de mayor tamaño que la
original, derecho y formado detrás del espejo. Por tanto dependiendo de la
distancia que exista entre el objeto y espejo cóncavo, la imagen real podrá ser
mayor o menor.
Aplicaciones de espejos esféricos cóncavos
Como los espejos esféricos cóncavos concentran los rayos
luminosos se utilizan en linternas de mano, en reflectores, faros de automóvil,
dentistas que los introducen en la boca de sus pacientes. También en los
telescopios reflectores para reflejar os rayos luminosos y concentrarlos en un
punto y, con la ayuda de un espejo secundario, desviarlos para que la imagen
real se forme fuera. Con estos últimos instrumentos ha sido posible descubrir
estrellas, galaxias y nebulosas muy distantes.
Los espejos esféricos cóncavos también se usan para percibir
detalles de la cara, como en peluquerías y centros de maquillaje, gracias a que
amplían mucho la imagen. La ecuación que calcula la distancia entre la imagen y
el espejo esférico cóncavo se muestra en la tabla:
ECUACION DE ESPEJOS ESFERICOS CONCAVOS
1/ doE
+ 1/ diE= 1/ dF
|
||
doE
|
Distancia
del objeto al espejo
|
m
|
diE
|
Distancia
de la imagen al espejo
|
m
|
dF (F)
|
Distancia
foca
|
m
|
Aumento de la imagen
El tamaño de la imagen de un objeto puede ser mayor o menor, ello dependerá de la posición donde
sea colocado. A la relación del tamaño de la imagen y el tamaño del objeto se
le denomina aumento o ampliación.
A= Tamaño de la
imagen/ Tamaño del objeto
Un número inferior a 1 indica que la imagen formada es menor
que la del objeto, y por tanto, se presenta una reducción. Por el contrario, si
el número es mayor a 1, se da un incremento en el tamaño de la imagen. Un
aumento igual a 2 significa que la imagen es dos veces mayor que el objeto, y
si es igual a 0.25 (1/4) indica que la imagen es cuatro veces más pequeña que
el objeto.
La ecuación para calcular el aumento de la imagen se aplica
a espejos cóncavos y convexos, lentes convergentes y divergentes.
ESPEJOS ESFERICOS CONVEXOS
Un espejo esférico es convexo cuando la parte reflectora es
la exterior, por lo que al incidir en ella los rayos luminosos divergen de esta
después de ser reflejados. Tienen la particularidad de que las prolongaciones
imaginarias de estos rayos se cruzan en el foco localizado en la parte
posterior.
Características de la imagen en espejos esféricos convexos
Los espejos esféricos convexos siempre forman la misma
imagen, que se caracteriza por ser virtual, de menor tamaño a la original,
derecha y formada detrás del espejo.
Aplicaciones de espejos esféricos convexos
El espejo esférico convexo tiene como característica que su
superficie esta abombada, lo que le da una panorámica mayor de lo que le rodea.
Se utiliza principalmente en vehículos grandes de pasajeros o tráilers,
generalmente pegados en la parte inferior de los retrovisores externos, para
que el conductor tenga una visión mucho
más amplia del paisaje. Se utilizan también como instrumentos de seguridad
colocados en partes altas para tener una visión amplia del espacio de entradas
de empresas y observar lo que sucede en
la parte exterior sin tener que abrir la puerta. Además, sirven para observar las actividades de clientes dentro de grandes
tiendas comerciales.
La ecuación que calcula la distancia entre la imagen formada
y el espejo esférico convexo se muestra en la tabla:
1/ doE
+ 1/ diE= -1/ dF
|
||
doE
|
Distancia del objeto al espejo
|
m
|
diE
|
Distancia de la imagen al espejo
|
m
|
dF
(F)
|
Distancia focal
|
m
|