Reflexão em espelhos esféricos


Neste artigo você vai aprender sobre como funciona a reflexão em espelhos esféricos e todas as informações que são pertinentes sobre o assunto, ele é muito importante para a física e fez com que cientistas descobrissem muitos aspectos importantes do nosso cotidiano.

Espelhos esféricos e suas características

Antes de falarmos de forma mais direta sobre a reflexão, vamos aprender um pouco sobre o que é um espelho esférico e quais são as suas principais características. Um espelho esférico não é um espelho redondo. Mas sim o resultado que se dá a partir do corte de uma esfera que possua superfície lisa e espelhada. Portanto, deste corte podem surgir dois diferentes tipos de espelhos esféricos:

Reflexão

* Côncavos
* Convexos

Nos espelhos esféricos do tipo côncavo, o reflexo se dá na parte interna da esfera, como acontece com a parte interna de uma colher, por exemplo. Já nos espelhos convexos a reflexão acontece na parte externa da esfera, como acontece quando olhamos na parte de fora da colher.

O interessante a respeito deste assunto é que a reflexão em espelhos esféricos respeita as mesmas leis dos espelhos planos, estudados pela geometria óptica. Ou seja, isso significa dizer que tanto nos espelhos planos quanto nos espelhos esféricos, os ângulos de incidência são iguais aos de reflexão, e para finalizar, que os raios incididos, os raios refletidos e a reta normal, são iguais ao ponto incidido.

Para facilitar o estudo da reflexão em espelhos esféricos, é preciso primeiro conhecer todos os elementos que compõe este tipo de objeto. Eles são nomeados sempre da mesma forma para que seja possível se obter uma compreensão universal sobre eles, assim como acontece com todos os objetos que são importantes para o estudo das coisas na física, química e em todas as demais matérias de ciências e suas especificidades.

Os elementos encontrados em todos os espelhos do tipo esférico são:

* O centro da esfera, chamado de “C”
* O vértice da calota, chamado de “V”
* O eixo que passa pelo centro e pela calota, chamado de “eixo principal”
* Todas as retas que passam pelo centro da esfera, chamados de “eixos secundários”
* A medida entre a distância angular que existe entre os dois eixos secundares que cruzam pontos mais externos da calota é chamada de abertura
* O raio da esfera é chamado de raio de curvatura do esférico

Como funciona a reflexão em espelhos esféricos

Agora que você já sabe o que são espelhos esféricos, quais são os tipos possíveis e as suas principais características, podemos finalmente falar sobre como funciona a reflexão em espelhos esféricos.

Como você já deve ter percebido ao analisar um espelho esférico, as imagens refletidas neste tipo de objeto sempre ficam um pouco distorcidas em relação à sua forma normal. Estas distorções já foram estudadas e recebem o nome de aberrações de esferidade. Para que este tipo de aberração não aconteça, percebeu-se que os raios precisam incidir em pontos estratégicos e por isso a esfera precisava ter uma forma particular. Quem descobriu isso foi o matemático e físico alemão chamado Karl Fredrich Gauss.

Por este motivo, os espelhos que apresentam esta possibilidade menor de ocorrerem aberrações de esferidade são chamados de espelhos de Gauss. Estes espelhos, em especial, possuem propriedades próprias, conforme as que citaremos a seguir:

Propriedades espelhos esféricos de Gauss

* Todo o raio de luz que incidir de forma paralela ao eixo principal, obrigatoriamente, irá refletir passando pelo foco principal. Sendo que no espelho convexo os prolongamentos do raio são os que passam pelo foco, enquanto no côncavo a passagem é efetiva.

* Todo raio de luz que incidir diretamente no vértice do espelho esférico, irá refletir simetricamente em relação ao eixo principal

* Todo o raio que incidir no espelho, com a direção que passe pelo foco principal, vai refletir de forma paralela ao eixo principal

* Todo raio que incidir na direção do centro de curvatura do espelho esférico, refletirá sobre si mesmo.

Há também equações que representam como a imagem será projetada por estes espelhos esféricos, tanto nos convexos quanto nos côncavos. E as imagens podem ser virtuais ou reais. Quando elas são virtuais, significa que ela é formada pelos prolongamentos do raio que foi refletido. Por outro lado, quando as imagens são reais, significa que ela está sendo formada pelos próprios raios refletidos. Os espelhos esféricos também podem apresentar imagens ampliadas ou menores com relação ao objeto, tudo dependendo de como eles são constituídos.

Os espelhos esféricos do tipo côncavo ou convexo fazem parte do nosso cotidiano e desempenham papéis importantes. São muito utilizados em cruzamentos importantes, em ruas com pouca visibilidade e até saída de estacionamentos para facilitar a visão de motoristas e ciclistas evitando acidentes. Também são utilizados como ferramentas de dentistas, em retrovisores de automóveis e motocicletas e também estão sempre presentes os estojos de maquiagem. Mas seu principal uso está nas lentes dos óculos, que corrigem problemas como o astigmatismo, hipermetropia e miopia.