No estudo dos espelhos costumamos abordar os espelhos esféricos. Estes espelhos são obtidos a partir da secção transversal de uma esfera hipotética. Porém eles precisam apresentar um pequeno ângulo de curvatura para evitar que aberrações ópticas atrapalhem a formação das imagens. Mesmo com este cuidado na fabricação desses espelhos, surgem pequenas distorções que podem prejudicar experimentos científicos e medidas de alta precisão. Por isso, para diversas aplicações é recomendado o uso de espelhos parabólicos.
Espelho parabólico. Foto: sezer66 / Shutterstock.com
Espelhos parabólicos são aqueles cuja superfície reflexiva é formada por um parabolóide de revolução. Tal formato tridimensional é o mesmo utilizado para fabricar antenas parabólicas. Esses espelhos possuem a propriedade de concentrar raios paralelos no foco permitindo diversas aplicações como o uso em telescópios, geradores de energia solar, fogões solares e muitas outras aplicações.
O uso de espelhos parabólicos é muito comum em faróis de carros e embarcações. Um fonte de luz pequena (lâmpada) tem os seus raios luminosos refletidos em um feixe mais concentrado. Desta forma é possível amplificar a intensidade da luz que incide na direção do eixo.
Fogões solares são espelhos parabólicos que quando iluminados pela luz do sol, concentram os raios luminosos em uma panela, aquecendo-a para o preparo de alimentos. Este tipo de fogão pode ser facilmente utilizado em áreas rurais ou de extrema pobreza. De maneira análoga, certos geradores de energia utilizam espelhos parabólicos para aquecer água sob pressão a centenas de graus celsius e movimentar turbinas geradoras de energia elétrica. Isto permite maior eficiência na produção energética.
A objetiva de telescópios é capaz de concentrar sobre o foco ondas luminosas de baixa intensidade facilitando a observação de objetos muito distantes, especialmente à distâncias astronômicas. O telescópio Hubble utiliza este tipo de artifício para fotografar corpos celestes.
O formato dos espelhos parabólicos possui outras aplicações que vão além da luz visível. As antenas parabólicas refletem as ondas eletromagnéticas da mesma forma que um espelho parabólico reflete a luz. Estas antenas concentram o sinal em uma pequena região onde fica um receptor eletrônico. Deste modo é possível captar sinais vindos de satélites muito acima da atmosfera. O princípio das antenas parabólicas também é aplicado à radioastronomia, onde o as ondas eletromagnéticas a serem captadas são provenientes de fenômenos astronômicos, como o colapso de matéria em um buraco negro ou supernovas. Estes fenômenos podem acontecer em regiões tão distantes do espaço que seriam impossíveis de ser captados no espectro visível da luz à olho nu.
Em acústica, o formato parabólico é utilizado para concentrar o som em microfones, permitindo ouvir fontes sonoras distantes, como pássaros sendo observados na natureza. Alguns ambientes utilizam-se do formato parabólico no teto para possibilitar que o som da fala seja ouvido mesmo em grandes espaços onde o som geralmente seria dispersado.
Dentistas também utilizam espelhos para conseguir enxergar a região interna da boca. Além de facilitar a visualização, o espelho parabólico utilizado pelos dentistas concentra a luz da lanterna no ponto exato que precisa ser observado.
Como vimos, os espelhos parabólicos possuem certas vantagens em relação aos espelhos esféricos e as aplicações relacionadas a reflexão em superfícies parabólicas vai muito além da óptica do espectro visível.
Fontes:
http://www.mat.ufrgs.br/~brietzke/esp/esp.html
http://alfaconnection.net/pag_avsf/luz0303.htm
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/optica/espelhos-parabolicos/