Formación de imágenes en espejos

Formación de imágenes en espejos planos

Un espejo es una superficie perfectamente pulida y opaca capaz de reflejar los rayos de luz. Las posiciones que ofrecen de los objetos que se reflejan en ellos son distintas a las que ocupan en la realidad. Se fundamenta en las leyes de la reflexión. La imagen formada en un espejo plano es:

  • Virtual.
  • De igual tamaño.
  • Simétrica respecto al espejo.
  • Se encuentra a la misma distanciadel espejo que el objeto.
  • Derecha y presenta inversión lateral.

espejo plano

 

espejoplano

Elementos de los espejos esféricos 

espe

  • Centro de curvatura, es el centro de la esfera teórica a la que pertenece el casquete esférico.
  • Radio de curvatura, es el radio de la esfera teórica a la que pertenece el casquete dónde está realizado el espejo.
    − Espejo convexo: r > 0
    − Espejo cóncavo: r < 0
  • Vértice, es el centro del casquete esférico.
  • Eje principal o eje óptico, es la línea imaginaria que pasa por el centro de curvatura y el vértice.
  • Foco, es el punto situado sobre el eje principal, por dónde pasan todos los rayos reflejados procedentes de los rayos paralelos que llegan al espejo.
  • Distancia focal, es la distancia entre el foco y el vértice del espejo.

Se cumple que:

“La distancia focal es igual al radio de curvatura dividido entre dos”       f = r/2

images

 

Características de los espejos esféricos

Un espejo esférico cóncavo se caracteriza porque cuando incide sobre él un haz de rayos paralelos, los refleja haciéndolos convergir en un punto denominado foco, situado a una distancia igual a la mitad del radio de curvatura del espejo.

    espefo concavo    concavo espejo

Un espejo esférico convexo, por el contrario, hace divergir los rayos reflejados, pero de modo que son las prolongaciones de los rayos reflejados las que pasan por el foco.

     028-espejo_convexo    convexo espejo

Construcción de imágenes en espejos esféricos

Siendo:

s = distancia del objeto al vértice del espejo. Por convenio le tomamos siempre < 0
s’ = distancia de la imagen al vértice del espejo
f = distancia focal. (-) en espejos cóncavos y (+) en los convexos

 

tabla resumen

 

Formación de imágenes en espejos esféricos

Formación de imágenes en espejos esféricos

Gráficamente, la imagen se puede obtener dibujando, al menos, dos rayos de trayectoria conocida, de los tres de los que disponemos.

Estos tres rayos son:

  • Un rayo que proceda del objeto y que sea paralelo al eje óptico. Si el espejo es cóncavo, el rayo reflejado pasa por el foco; si es convexo, el rayo reflejado es tal que su prolongación pasa por el foco.

 

rayos

 

  • Un rayo que proceda del objeto y que pase por el foco, si el espejo es cónca­vo, o se dirija a él, si es convexo. Después de reflejarse, sigue una trayectoria paralela al eje óptico.

rayos1

 

  • Un rayo que proceda del objeto y que llegue al espejo pasando por el centro de curvatura, o lo haga su prolongación. Después de reflejarse, sigue la misma dirección.

rayos2

 

A diferencia de los espejos cóncavos, donde las características de la imagen dependen de la posición del objeto, en un espejo convexo la imagen que se forma es siempre virtual, ya que se genera por las prolongaciones de los rayos trazados, derecha y de menor tamaño que el objeto.

convexo espejo1

      Espejo Convexo

    rayos3

rayos4

espejoesferico1

espejoesferico5

espejoesferico2

 

      rayos5

   rayos6

espejoesferico3

espejoesferico6

rayos7

espejoesferico4

Espejos cóncavos

 

En la tabla hay un resumen. Pincha en cada dibujo de la tabla para verlo más grande.

 

Clase de espejo Dibujo Posición del objeto Características de la imagen
Convexo convexo-espejo1 En cualquier posición Imagen (y’) virtual, derecha y más pequeña que el objeto (y).
Cóncavo rayos3 El objeto está a una distancia
mayor que el radio de
curvatura.
Imagen  real, invertida,de menor tamaño que el objeto y situada entre el centro de curvatura y el foco.
Cóncavo rayos4 El objeto está situado
en el centro de cur­vatura.
Imagen real, invertida, de menor tamaño que el objeto y situada entre el centro de curvatura y el foco.
Cóncavo rayos5 El objeto está entre el centro
de curva­tura y el foco
La imagen es real, invertida, de mayor tamaño que el objeto y situada a la izquierda del centro de curvatura.
Cóncavo rayos6 El objeto se encuentra
situado en el foco.
La imagen se forma en el infinito, ya que los rayos reflejados, al salir paralelos, no se cortan.
Cóncavo rayos7 El objeto está a la
derecha del foco
Imagen virtual, tiene la misma orientación y es de mayor tamaño que el objeto.

 

Fuentes:
http://www.educa.madrid.org/web/ies.alonsoquijano.alcala/carpeta5/carpetas/quienes/departamentos/ccnn/CCNN-1-2-ESO/2eso/2ESO-12-13/Bloque-III/T-4-Luz-Sonido/T-4-Luz.html
http://elfisicoloco.blogspot.com.es/2013/05/formacion-de-imagenes-en-lentes.html
http://www.physicsclassroom.com/mmedia/optics/rdcma.html

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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