ESPEJOS CÓNCAVOS O CONVERGENTES

Recordemos la materia anterior.

Los espejos pueden ser: planos o curvos

Y los espejos van a formar imágenes a partir del fenómeno de reflexión.

El fenómeno de reflexión se daba cuando el rayo rebotaba sobre una superficie.

Si yo tengo un espejo plano

Y la línea horizontal que corta al espejo lo que se llama eje óptico

El rayo de incidencia

El rayo de incidencia va a rebotar con el mismo ángulo, con el que entró.

Entonces se va a formar una imagen virtual, porque va a dar la impresión que viene del fondo del espejo y que va tener el mismo tamaño que el objeto que estoy estudiando, y que va a ser derecha. En efecto cuando nos vemos en un espejo la imagen virtual es del mismo tamaño y derecho y no invertido.

Luego va a ocurrir un fenómeno llamado Inversión lateral, que es lo que veo que lo que corresponde al lado derecho yo en la imagen, lo veo del lado izquierdo.

Por ejemplo, si tenemos una imagen que en un lado es más ancha.

Cuando la veo al espejo lo veo así:

Procedamos ahora con los espejos esféricos, específicamente los espejos cóncavos o convergentes.

ACTIVIDAD

Reune un tarro de café o de conservas, una tijera de cortar latón y una linterna pequeña.

1. Con mucho cuidado saca el fondo del tarro y su tapa. Luego, corta longitudinalmente el tarro en dos partes y pongan una de ellas sobre el papel. Para realizar el experimento, oscuree lo más posible la sala donde vas a trabajar.

2. Dirije la luz de la linterna hacia la parte cóncava, ¿qué ocurre con la luz una vez que es reflejada?,

¿hay algún punto que merezca especial atención?, ¿qué ocurre si mueves la fuente luminosa?

3. Dirige la luz hacia la parte convexa del tarro y repite el procedimiento anterior, ¿qué sucede?

4. En ambos casos, realiza un esquema en donde dibujes cómo crees que se comportan los rayos luminosos.

En el caso de los espejos cóncavos, estos tienen ciertas propiedades, como bien puedes haber observado en la actividad anterior.

La más importante es que en ciertas condiciones ellos pueden concentrar toda la luz en un solo punto denominado foco (F) o punto focal, por ese motivo se les conoce como espejos convergentes, pues hacen que la luz converja en el foco. Para poder comprender cómo se forman las imágenes, se hace necesario definir algunos elementos para este tipo de espejos.

En el siguiente esquema se representa una visión “desde arriba” de un espejo de sección circular, como el utilizado en la actividad anterior.

ELEMENTOS DE UN ESPEJO ESFÉRICO.

· 1. EJE ÓPTICO O PRINCIPAL (cv): es la recta que une el centro de curvatura con el vértice del espejo.

· 2. FOCO PRINCIPAL (f): es el punto del eje principal al cual concurren después de reflejarse todos los rayos luminosos que inciden paralelos al eje principal.

· 3. VÉRTICE DEL ESPEJO (v): es el polo del casquete esférico o punto medio del espejo

· 4. CENTRO DE CURVATIVA (c): Es el centro de la esfera a la cual pertenece el espejo (es el centro de la superficie esférica).

· 5. EL RADIO DE CURVATURA (r): distancia del centro de curvatura al espejo.

· 7. PLANO FOCAL: es un plano perpendicular al eje principal y que pasa por el foco principal.

· 8. DISTANCIA FOCAL: es la distancia comprendida entre el foco principal y el vértice,

· 9. ABERTUTRA DEL ESPEJO: es el ángulo formado por 2 ejes secundarios extremos.

En el siguiente esquema se representa una visión “desde arriba” de un espejo de sección circular, como el utilizado en la actividad anterior.

• LEY DE REFLEXIÓN PARA UN ESPEJO DE SECCIÓN CIRCULAR

Para poder saber cómo serán las imágenes que producen los espejos convexos o cóncavos, existen tres reglas ópticas, consistentes en tres rayos básicos que se ilustran a continuación.

IMÁGENES EN UN ESPEJO CURVO: Los espejos curvos son de esta forma:

En un espejo curvo, tenemos un centro de curvatura (C), que va a estar dado por donde centran en el espejo, los rayos reflejados que vienen a la punta del espejo:

Y vamos a tener un punto focal (F), que equivale a la mitad de C; C/2.

Y la distancia entre el vértice que es donde llega el eje óptico con el espejo, tenemos la distancia focal (f).

Entonces cuando se tenga un objeto de esta manera:

La imagen va a estar dada por la intersección de los rayos reflejados. Ahora si tiramos dos o tres rayos desde la punta del objeto. El primero es uno paralelo al centro de curvatura, en el dibujo es el de color rojo.

Este primer rayo es paralelo al eje óptico que se va a reflejar por el punto focal.

El segundo rayo, será el rayo focal, que va a pasar por el punto focal y va a ser reflejado paralelo al aje óptico.

Finalmente un tercer rayo que va a pasar por el centro de curvatura, y que se va a reflejar sin cambiar de dirección, es decir, que va a pasar por el mismo centro de curvatura, llamada Central.

Entonces cuando se tiene un objeto detrás o a la izquierda del centro de curvatura.

Se tiran los rayos y la imagen formada será la siguiente, formada por intersección de los rayos reflejados. Esta imagen (flecha verde) va a ser real, porque, esta dada por la intersección de los rayos propios e invertida y de menor tamaño.