Espelhos Planos – O que são? Reflexão da luz, Imagem de uma figura

Um dos objetivos da física é descobrir as leis básicas que governam o comportamento da luz, como a lei de refração. Um objetivo mais amplo é encontrar aplicações práticas para essas leis.

A aplicação mais importante é, provavelmente, a reprodução de imagens. Veja, a seguir, como funcionam os espelhos planos, aqui, no Gestão Educacional.

Dois tipos de imagem

Para que alguém possa ver, por exemplo, uma maça, é preciso que os olhos interceptem alguns dos raios luminosos que partem da fruta e os redirecionem para a retina, no fundo do olho. Se, por acaso, os raios luminosos forem refletidos por um espelho plano, a maça parece estar atrás do espelho, porém não existe maça nenhuma ali.

Esse tipo de imagem é chamado de imagem virtual, existindo apenas no nosso cérebro. Enquanto isso, imagem real não depende da presença de espectadores, ela pode ser reproduzida em uma superfície, como um papel ou uma tela de cinema.

Reflexão da luz: o que é?

A característica mais importante de reflexão da luz é tornar iluminado qualquer corpo, transformando-o em fonte de luz (é o que torna os corpos visíveis). Essa reflexão é quase sempre difusa, ou seja, não tem regularidade.

Essa irregularidade é aparente: ela não se deve à reflexão, mas à superfície dos corpos. Uma superfície irregular produz reflexão difusa, enquanto uma superfície polida produz reflexão regular.

Válidas para qualquer superfície, as leis da reflexão da luz são as mesmas de qualquer propagação ondulatória. Mas, como a luz pode se propagar em todas as direções, são enunciadas duas leis para o estudo da sua reflexão, ilustradas na figura abaixo:

• O raio incidente, a normal e o raio refletido estão no mesmo plano;
• O ângulo de incidência (i) e o ângulo de reflexão (r) são iguais.

Espelhos e superfícies polidas

Não existe superfície perfeitamente polida. O que existe são superfícies cujas irregularidades produzem reflexão difusa desprezível.

Espelhos são superfícies polidas, produzindo reflexão regular. Se o ponto P é uma fonte luminosa, o sentido dos raios de luz parte do ponto P para o espelho E. Portanto, P é um ponto objeto, em relação a esse espelho, que está a uma distância p do espelho.

Quando prolongamos os raios refletidos para trás do espelho (esse prolongamento é a linha azul tracejada), vemos que esse prolongamento dos raios se intercepta em um ponto que está também a uma distância i atrás do espelho.

Quando olhamos para esse espelho, nossos olhos recebem parte da luz refletida e temos a impressão de que estamos olhando para um ponto luminoso situado no ponto de intersecção do prolongamento dos raios. Esse ponto é a imagem I do objeto P, chamado de ponto imagem.

Esse ponto imagem I é:

• Simétrico ao ponto P em relação ao espelho;
• Virtual, ou seja, formado apenas pelos prolongamentos dos raios refletidos pelo espelho.

Em módulo, as duas distancias p e i são iguais (| i | = p).

Ou seja, a distância entre o objeto e o espelho e a distância entre a imagem e o espelho são iguais.

Quando olhamos para um espelho, a luz parece estar sendo originada por um ponto atrás dele. Na verdade, estamos vendo um feixe de raios que foram refletidos.

Imagem de uma figura

Em um espelho plano, a imagem de uma figura é formada pela imagem de cada um de seus pontos. Abaixo, a imagem do seguimento AB é o seguimento A’B’.A imagem A’B’ é:

• Não invertida e possui a mesma altura;
• Virtual, pois é formada pelo prolongamento dos raios refletidos pelo espelho.

Porém, a imagem resultante nem sempre é igual à figura. Se você se olhar no espelho, a imagem será invertida, mas o tipo de inversão é diferente quando você está em frente ao espelho e quando você está sobre o espelho.

Quando você está em frente ao espelho, seu lado direito passa a ser o lado esquerdo e vice-versa. Se você estiver em pé em cima de um espelho, além dessa inversão, a parte de baixo do corpo vira a parte de cima e vice-versa.

De qualquer forma, em nenhum momento a figura formada pode se sobrepor à própria figura, ou seja, a imagem não se sobrepõe ao objeto. Esse fenômeno é chamado de enantiomorfismo.

Imagem e movimento

Quando um espelho plano se movimenta, as imagens também se movimentam.

Movimento de translação

Nesse movimento, quando o espelho de desloca, a imagem do objeto em repouso se desloca também.

Se o espelho se desloca a uma distância d, o deslocamento D da imagem será: D = 2.d

Movimento de Giro

Se o espelho gira, a posição da imagem também gira. Nesse caso, pode-se demonstrar que, se o espelho gira em um ângulo α, o raio de luz vai girar um ângulo β tal que: β = 2.α