Espelhos Esféricos


Aqui você vai aprender mais sobre os espelhos esféricos. Mais do que simplesmente espelhos cortados para ficarem redondos, eles possuem diferentes aplicações e são muito importantes para o estudo da física.

O que são espelhos esféricos

Os espelhos esféricos são criados a partir do corte de uma esfera que possui uma superfície espelhada. Não podemos confundi-los com simples espelhos redondos, que possuem a função de decoração.

Os espelhos esféricos se diferenciam entre si, principalmente com relação ao tipo de corte efetuado. Dependendo do tipo de corte feito, um espelho esférico pode ser:

Esféricos
* Côncavo
* Convexo

Os espelhos côncavos são resultado de um corte cujo lado refletor está do lado de dentro da esfera. Já os espelhos convexos são aqueles cuja superfície refletora está localizada do lado de fora desta esfera. Os espelhos esféricos possuem diferentes elementos que foram nomeados a fim de ajudar no estudo dos mesmos para a óptica e também para verificar sua aplicação. Os elementos de um espelho esférico são:

* Centro de Curvatura – chamado de C
* Raio de Curvatura – chamado de R
* Eixo principal – a reta que passa pelo centro e sai perpendicular ao vértice
* Eixo secundário – qualquer reta que passe pelo centro, sem sair perpendicular ao vértice. Por isso existem infinitos eixos secundários nos espelhos esféricos.
* Ângulo de abertura – o ângulo formado pelas extremidades do espelho

Acha que ficou complicado? Na verdade, não é. Imagine uma colher de metal, bem brilhante. O lado de dentro da colher, onde depositamos os alimentos pode ser considerado o côncavo e o lado de fora da colher, ainda na parte redondinha, pode ser chamada de convexa. Eles possuem diferenças entre si, e cada um deles é vastamente utilizado por nós sem que muitas vezes os percebamos ali. Mas mesmo os espelhos côncavos e convexos seguem as mesmas leis de reflexão de luz dos espelhos planos, a chamada óptica geométrica.

Enfim, você deve imaginar que o simples corte em uma esfera refletora não gera um espelho perfeito, ou seja, um espelho no qual a imagem refletida seja nítida e parecida com o real. Um cientista em especial, dedicou grande parte dos seus estudos nos espelhos e descobriu que para que a imagem em um espelho fosse nítida, era necessário que a luz incidisse de uma forma específica.

Este cientista foi Carl Fredrich Gauss, um matemático alemão que dedicou sua vida aos estudos da matemática, física, teoria dos números, geometria, geofísica, eletrostática, astronomia e entre outros estudos, a óptica. Ele ficou conhecido como o príncipe da matemática, de tão importantes que foram suas descobertas nessa área. E foi Gauss quem observou os espelhos esféricos a fim de encontrar a maneira perfeita de dar-lhes nitidez de imagem. Por causa deles, os espelhos esféricos com imagem nítida são chamados de espelho de Gauss. Ele observou que, para que a imagem ficasse nítida, o ângulo de abertura do espelho não poderia ser maior que 10 graus.

Os espelhos esféricos de Gauss possuem propriedades específicas que os diferenciam dos outros tipos de espelhos esféricos. Abaixo, seguem estas características:

* Todo o raio de luz que vier a incidir no vértice de um espelho de Gauss refletirá simetricamente em relação ao eixo principal;
* Todo raio de luz que incidir no espelho em direção ao centro de curvatura, irá refletir sobre si mesmo;
* Todo raio de luz que incidir no espelho com direção a passar pelo foco principal, refletirá paralelamente ao eixo principal;
* Todo o raio de luz que incidir de forma paralela ao eixo principal refletirá na direção que passa pelo foco principal. Neste caso, os espelhos côncavos e convexos se comportam de forma diferente. Nos côncavos, a passagem de luz é efetiva, já nos convexos os prologamentos dos raios de luz é que passarão pelo foco principal.

Como ficam as imagens nos espelhos esféricos

Os espelhos esféricos são diferentes dos espelhos planos e a imagem refletida neles muda de acordo com o formato e de acordo com a posição da imagem diante deles. Os cientistas chamam as diferentes formas de reflexão de imagem em: real e virtual. A imagem virtual acontece quando ela é vista somente no ponto de encontro dos prolongamentos do raio de luz refletido, já a imagem real acontece quando é vista exatamente no ponto onde os raios de luz refletem.

Nos espelhos do tipo côncavo, ou seja, do lado de dentro da esfera, as imagens podem ser virtuais, reais, ou até impróprias, que é quando os raios de luz refletem de forma paralela. Por outro lado, nos espelhos do tipo convexo, a imagem é sempre virtual e aparecerá menor que o objeto real.

Os espelhos do tipo côncavo são muito utilizados por quem deseja aumentar a imagem. Um dos casos clássicos está naquele espelho usado por mulheres para passar maquiagem. Também são muito utilizados por dentistas.

Os espelhos convexos são também largamente utilizados em retrovisores de carro, pois diminuem a imagem real e possibilitam que o motorista tenha um campo de visão maior. Eles também são utilizados em supermercados, ônibus e como sinalização de trânsito, em curvas com visibilidade baixa.