Quando os portugueses chegaram ao Brasil, espelhos, pentes e outros objetos semelhantes serviram de moeda de troca entre os índios. Aquele incrível objeto capaz de refletir a imagem deveria parecer mágico para os índios isolados da América do Sul. Crianças e animais de estimação se divertem brincando com espelhos que se tornaram muito comuns atualmente. Mas como eles funcionam? Quais os diferentes tipos de espelho?
Nós só os enxergamos porque a luz incide sobre o ambiente sendo refletida para os nossos olhos. O cérebro interpreta o sinal luminoso de acordo com a frequência (cor) e intensidade, gerando as imagens do mundo que nos cerca.
Alguns materiais refletem todas as cores que compõe a luz branca; outros absorvem algumas cores e refletem as demais; outros ainda absorvem quase todas as frequências do espectro visível. As superfícies que refletem todas as cores são enxergadas como brancas. Aquelas superfícies que absorvem todas as cores são vistas como pretas. As demais superfícies são observadas com as cores que refletem.
Geralmente a reflexão ocorre de maneira difusa, ou seja, ao receber um feixe luminoso composto por raios paralelos, os raios são refletidos para todas as direções. Veja:
Superfícies lisas conseguem refletir melhor os feixes luminosos. Dessa forma, metais polidos, como a prata, são utilizados desde a antiguidade para produzir espelhos. Os egípcios começaram a utilizar espelhos de prata polida para manter a maquiagem e os penteados comuns nas cortes dos Faraós. Mas tarde, chegamos ao modelo mais comum de espelho atualmente, composto por uma placa de vidro transparente revestido por uma fina camada de prata atrás. Essa combinação gera uma excelente reflexão das imagens mantendo o seu formato e aparência.
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Óptica Geométrica
A propagação da luz obedece certos princípios facilmente comprováveis em nosso dia a dia.
- Princípio da propagação retilínea da luz - Nos meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.
- Princípio da reversibilidade dos raios de luz - A trajetória seguida pela luz independe do sentido de percurso.
Leis da Reflexão
- O raio refletido, a normal e o raio incidente estão situados no mesmo plano.
- O ângulo de reflexão (r) é igual ao ângulo de incidência (i): r = i
Tipos de Espelhos
Definimos 3 tipos diferentes de espelhos:
- Espelho plano – Possui superfície reflexiva plana.
- Espelho esférico côncavo – Sua superfície corresponde a uma região semi-esférica cuja área interna é reflexiva.
- Espelho esférico convexo – Sua superfície corresponde a uma região semi-esférica cuja área externa é reflexiva.
Os espelhos esféricos possuem superfícies que correspondem a um pequeno ângulo de uma esfera. Isso ocorre porque quanto maior o ângulo de abertura, maior a distorção provocada nas imagens refletidas.
Para permitir a realização de cálculos na óptica geométrica, precisamos associar o espelho considerado a um sistema de coordenadas. Neste sistema, o espelho localiza-se no centro - ponto (0,0). A área à frente da superfície reflexiva é considerada positiva e a região atrás da superfície reflexiva é considerada negativa.
Descobrir como a imagem de um objeto extenso será refletida no espelho torna-se geometricamente simples. Um objeto extenso pode ser considerado como um conjunto de pontos. A sua imagem será determinada ligando estes pontos e determinando suas respectivas imagens.
Para simplificar podemos imaginar 2 linhas emitidas a partir do alto do objeto cuja base está localizada no eixo das abscissas (X). Uma linha deve possuir uma direção paralelas ao eixo X e outra deve seguir a direção do alto do objeto até o centro (0,0). Seguindo as Leis da Reflexão, desenhamos a continuação dos raios luminosos. O ponto em que as retas se encontram marca o alto do reflexo do objeto enquanto a base fica no eixo das abscissas.
Fontes:
HALLIDAY, RESNICK & WALKER, Fundamentos de Física, vol. 4, 8 edição.
http://www.ufjf.br/cursinho/files/2012/05/APOSTILA-RENAN-2012.109.146.pdf
http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2011/08/cursos-do-blog-termologia-optica-e_16.html
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/optica/espelho/