Optica

Imágenes formadas por reflexión en sup. reflejantes

26

Óptica geométrica
Reflexión de la luz Cuando la luz incide sobre la superficie de un cuerpo y ésta se devuelve, se dice que ha sufrido una reflexión. En la naturaleza se pueden distinguir dos tipos de reflexiones, las hay del tipo: a) Difusa: Cuando la luz se refleja en todas direcciones, provocando que la superficie del cuerpo seaobservada. Este tipo de reflexión ( Fig. 3.1a) se debe a las irregularidades propias de la superficie, así la iluminación de un ladrillo, una silla, un libro, son ejemplos de reflexión difusa. b) Especular: Cuando la luz se refleja siguiendo un patrón (Fig. 3.1b), provocando que la superficie del cuerpo no sea observada. Esta reflexión se debe a que la superficie está muy pulida, la cual permite enúltima instancia observar imágenes de otros cuerpos que se reflejan en esa superficie. Un ejemplo de este tipo de reflexión se tiene en los espejos.

(a) Reflexión difusa Figura 3.1

(b) Reflexión especular

La reflexión especular se da siguiendo ciertas reglas llamadas leyes de reflexión, las cuales se mencionan a continuación: 1. El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a lasuperficie se encuentran en el mismo plano. 2.- El ángulo de incidencia (θ i ) es igual al ángulo de reflexión (θ r).

Rayo incidente

Normal Rayo reflejado θi θr

Superficie

Imágenes formadas por reflexión en sup. reflejantes

27

La reflexión especular ofrece la posibilidad de construir imágenes, de las cuales se pueden distinguir los siguientes tipos: 1. Imagen virtual (Fig. 3.2 a): Esaquella que se forma o se sitúa atrás de la superficie reflejante (espejo). Representa la imagen más cotidiana con la que se experimenta a diario. 2. Imagen real (Fig. 3.2b): Es aquella que se forma o se sitúa frente al espejo o superficie reflejante. Para ser vista, se hace necesario una pantalla de proyección, en donde los rayos reflejados se concentran y forman la imagen. Muro Espejo plano Sujetoreal Sujeto real Espejo cóncavo Imagen virtual

O O=i (O )

i

Representa la distancia del sujeto real al espejo. Representa la distancia de la imagen al espejo (a)

Imagen real proyectada en una pantalla

(i )

(b) Figura 3.2

3.1 Tipos de espejos Existen varios tipos, entre los cuales se estudiarán los planos y los esféricos. Los espejos planos como el mostrado en la Figura 3.2a,tienen la característica de que forman únicamente imágenes virtuales, derechas, del mismo tamaño que el

Imágenes formadas por reflexión en sup. reflejantes

28

objeto real e invertidas horizontalmente. La imagen virtual se sitúa atrás del espejo a una distancia ( i ) igual a la distancia ( O ) que separa al objeto real del espejo. Los espejos esféricos se clasifican en cóncavos yconvexos, y ambos pueden construirse al rebanar una esfera, tal como muestra la Figura 3.3. Espejo cóncavo Espejo convexo

foco

Vértice Centro r

Figura 3.3

Los espejos cóncavos pueden formar imágenes reales y virtuales, más grandes, más pequeñas o del mismo tamaño que el objeto real. Las imágenes también pueden ser invertidas verticalmente o derechas conforme al objeto. Por su parte los espejosconvexos forman únicamente imágenes virtuales, de menor tamaño que el objeto real y derechas. Los espejos esféricos tienen un foco, que representa un punto en el espacio situado entre el centro de la esfera y el vértice del espejo. La distancia entre el foco y el vértice es ( Radio de la esfera / 2 ).

Imágenes formadas por reflexión en sup. reflejantes

29

Figura 3.4 Foco de un espejocóncavo 3.2 Formación de imágenes (método gráfico) Para saber si un espejo formará una imagen real o virtual de un objeto, puede utilizarse el método gráfico. Éste emplea tres rayos de luz, los cuales se muestran en la Figura 3.5. Dependiendo de cómo se reflejen los rayos, es decir, convergentes o divergentes, la imagen se formará atrás del espejo (será virtual) o enfrente del espejo ( imagen...