Como são feitos os espelhos esféricos?

Espelhos esféricos são espelhos curvos que equivalem ao corte de uma secção de uma esfera oca. Porém como os fabricantes chegam a esse formato? Será que de fato eles fabricam uma esfera de vidro ou metal e cortam uma parte dela?

Esfera_Cortada

Tipos de espelhos esféricos

Antes de entendermos o processo de fabricação, precisamos conhecer os diferentes tipos de espelhos. Eles podem ser côncavos ou convexos.

Espelho Côncavo

Espelho Côncavo

Espelhos côncavos possuem a superfície refletora na região interna do espelho. O centro de curvatura (C), ponto equivalente ao centro da esfera imaginária que contêm o espelho, fica localizado em diante da superfície refletora.

Espelho Convexo

Espelho Convexo

Espelhos convexos têm a superfície refletora na região externa do espelho. Portanto, o centro de curvatura fica localizado atrás da superfície refletora.

Condições de Nitidez

Em seus estudos de óptica, Friederich Gauss chegou a conclusão que, para a imagem obtida de um espelho ser nítida os elementos que compõem o objeto, como retas e pontos, precisariam ser correspondentes ao da imagem. Em um espelho plano, cada ponto do espaço-objeto corresponde a um ponto do espaço-imagem. Da mesma forma, uma reta no espaço-objeto corresponde a uma reta equivalente no espaço-imagem. Porém esta condição não é verdadeira em espelhos esféricos. No entanto uma forma de permitir o uso destes espelhos de maneira satisfatória é limitar o ângulo de abertura da secção esférica. As condições de nitidez de Gauss são:

  • O espelho deve ter pequeno ângulo de abertura, menor que 10°;
  • Os raios incidentes devem ser próximos do eixo principal;
  • Os raios incidentes devem ser pouco inclinados com relação ao eixo principal.

Métodos de Fabricação

Os primeiros espelhos esféricos eram obtidos a partir do polimento de superfícies metálicas curvas. O historiador do século II, Luciano, cita que o sábio grego Arquimedes teria utilizado espelhos esféricos para concentrar a luz do Sol contra os navios inimigos que atacavam a cidade de Siracusa. Esta arma de guerra ficou conhecida como Raio da Morte. Alguns estudiosos, porém, desconfiam da veracidade deste relato.

Atualmente os espelhos são fabricados aplicando-se sobre a lâmina de vidro uma camada de prata, alumínio ou amálgama de estanho. Sobre esta cobertura metálica é aplicada uma substância protetora. Para espelhos de precisão, a camada metálica é aplicada por evaporação, em uma câmara de vácuo.

Para produção de espelhos esféricos é necessário utilizar uma base com o formato correto. Ela pode ser feita de vidro ou de algum polímero, como o polietileno de alta densidade. No caso do vidro, essa base é produzida depositando-se vidro fundido em uma forma resistente com o desenho da secção esférica. Depois de pronta a base de vidro é levada para o processo de aplicação da superfície metálica mais adequada.

Espelhos parabólicos - Outro tipo de espelho curvo são os espelhos parabólicos. Eles diferem dos espelhos esféricos por serem feitos com base no formato de parábola. Por isso oferecem melhor precisão em casos em que a nitidez é prejudicada pelo formato esférico, sendo muito usados na Astronomia.

Os espelhos esféricos são de grande importância em nosso cotidiano e possuem aplicações em pesquisas científicas, na medicina, na astronomia, em equipamentos ópticos, como os telescópios, na segurança, na estética, nos automóveis e em muitas outras áreas.

Fontes:
http://www.fatecsp.br/paginas/apostila_teorica.pdf
http://tenhaemmente.blogspot.com.br/2011/06/como-sao-feitos-os-espelhos.html
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Reflexaodaluz/espelhoesferico.php
http://www.fisica-interessante.com/historia-da-fisica-espelhos-de-arquimedes.html

Arquivado em: Óptica