Download espejos esféricos

REFLEXIÓN DE LA LUZ
 Cuando
un rayo de luz que se
propaga a través de un medio
homogéneo encuentra en su camino
una superficie bien pulida, se refleja
en ella siguiendo una serie de leyes.
Este fenómeno es conocido como
reflexión regular o especular.
 Se llama plano de incidencia al
plano formado por el rayo incidente
y la normal (es decir, la línea
perpendicular a la superficie del
medio) en el punto de incidencia. El
ángulo de incidencia es el ángulo
entre el rayo incidente y la normal.
El ángulo de reflexión es el que se
forma entre el rayo reflejado y la
misma normal.
Los rayos incidente,
reflejado y la normal
se encuentran en un
mismo plano
El ángulo que forma
el rayo incidente con
la normal es igual al
ángulo que forma el
rayo reflejado con la
normal.
EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
La luz forma parte del espectro electromagnético que comprende
tipos de ondas tan dispares como los rayos cósmicos, los rayos
gamma, los ultravioletas, los infrarrojos y las ondas de radio o
televisión entre otros. Cada uno de estos tipos de onda
comprende un intervalo definido por una magnitud
característica que puede ser la longitud de onda () o la
frecuencia (f ). Recordemos que la relación entre ambas es:
donde c es la velocidad de la luz en el vacío (c = 3·108 m/s).
Fenómenos ópticos
Las ondas luminosas al igual que las sonoras están
sometidas a los fenómenos de: Refracción,
reflexión, difracción, interferencia; pero además la
polarización, absorción y transmisión
La transmisión se puede considerar una doble
refracción. Si pensamos en un cristal; la luz sufre
una primera refracción al pasar del aire al vidrio,
sigue su camino y vuelve a refractarse al pasar de
nuevo al aire. Si después de este proceso el rayo
de luz no es desviado de su trayectoria se dice que
la transmisión es regular como pasa en los vidrios
transparentes. Si se difunde en todas direcciones
tenemos la transmisión difusa que es lo que pasa
en los vidrios translúcidos.
La absorción es un proceso muy ligado al color. El ojo humano
sólo es sensible a las radiaciones pertenecientes a un
pequeño intervalo del espectro electromagnético. Son los
colores que mezclados forman la luz blanca. Su distribución
espectral aproximada es:
Cuando la luz blanca choca con un objeto una parte de los colores
que la componen son absorbidos por la superficie y el resto son
reflejados. Las componentes reflejadas son las que determinan el
color que percibimos. Si las refleja todas es blanco y si las absorbe
todas es negro. Un objeto es rojo porque refleja la luz roja y absorbe
las demás componentes de la luz blanca. Si iluminamos el mismo
objeto con luz azul lo veremos negro porque el cuerpo absorbe esta
componente y no refleja ninguna. Queda claro, entonces, que el color
con que percibimos un objeto depende del tipo de luz que le
enviamos y de los colores que este sea capaz de reflejar.
LA VISIÓN
El ojo humano es un órgano sensitivo muy complejo que recibe la luz
procedente de los objetos, la enfoca sobre la retina formando una
imagen y la transforma en información comprensible para el cerebro.
La existencia de dos ojos nos permite una visión panorámica y
binocular del mundo circundante y la capacidad del cerebro para
combinar ambas imágenes produce una visión tridimensional o
estereoscópica.
EL
PROCESO
VISUAL
Y
SUS
CARACTERÍSTICAS
A
menudo,
se
compara
el
funcionamiento del ojo con el de una
cámara fotográfica. La pupila actuaría
de diafragma, la retina de película, la
córnea de lente y el cristalino sería
equivalente a acercar o alejar la
cámara del objeto para conseguir un
buen enfoque. La analogía no acaba
aquí, pues al igual que en la cámara de
fotos la imagen que se forma sobre la
retina está invertida. Pero esto no
supone ningún problema ya que el
cerebro se encarga de darle la vuelta
para que la veamos correctamente.
ESPEJOS PLANOS
Un espejo plano es una superficie plana muy pulimentada
que puede reflejar la luz que le llega con una capacidad
reflectora de la intensidad de la luz incidente del 95% (o
superior) .
La imagen obtenida en un espejo plano no se puede
proyectar sobre una pantalla, colocando una pantalla donde
parece estar la imagen no recogería nada. Es, por lo
tanto virtual, una copia del objeto "que parece estar" detrás
del espejo.
La imagen formada es:
simétrica, porque aparentemente está a la misma distancia
del espejo
virtual, porque se ve como si estuviera dentro del espejo, no
se puede formar sobre una pantalla pero puede ser vista
cuando la enfocamos con los ojos.
del mismo tamaño que el objeto.
derecha, porque conserva la misma orientación que el
objeto.
ESPEJOS PLANOS
ESPEJOS PLANOS ANGULARES
360  x
n
x
Los espejos esféricos se obtienen al sacar
un casquete de una esfera. Hay dos clases
cóncavos (cuando la superficie reflectora
es interna) y convexos (cuando la
superficie reflectora es externa).
ELEMENTOS DE UN ESPEJO ESFÉRICO
 Campo del espejo: Conjunto de puntos del espacio







por los cuales pueden pasar los rayos luminosos que
inciden sobre la superficie reflectora
Centro de curvatura: Punto del espacio
equidistante de todos los puntos del espejo
Radio de curvatura: distancia del centro de
curvatura al espejo
Vértice del espejo: punto medio del espejo
Eje principal: recta que pasa por el centro de
curvatura y el vértice del espejo
Plano focal: Plano perpendicular al eje principal
situado a una distancia r/2 del espejo
Foco: Punto de intersección del plano focal y el eje
principal
Distancia focal: distancia que hay desde el foco
hasta el vértice del espejo.
Conceptos importantes
Imagen virtual: cuando la imagen se obtiene fuera del
campo del espejo
Imagen real: Cuando la imagen se obtiene en el campo
del espejo
Rayos notables de un espejo esférico:
•Todo rayo que incide paralelo al eje principal se refleja
por el foco
•Todo rayo que incide pasando por el foco se refleja
paralelo al eje principal
•Todo rayo que incide por el centro de curvatura se
refleja en la misma dirección
•Si dos rayos inciden paralelos, sus rayos reflejados se
intersectan en el plano focal.
Imágenes de espejos cóncavos
a) Objeto situado a la
izquierda del centro de
curvatura. La imagen
es real, invertida y
situada entre el centro
y el foco. Su tamaño es
menor que el objeto.
b) Objeto situado en el
centro de curvatura. La
imagen es real,
invertida y situada en el
mismo punto. Su
tamaño igual que el
objeto.
c) Objeto situado entre el
centro de curvatura y
el foco. La imagen es
real, invertida y
situada a la izquierda
del centro de
curvatura. Su tamaño
es mayor que el objeto.
d) Objeto situado en el
foco del espejo. Los
rayos reflejados son
paralelos y la imagen
se forma en el infinito.
e) Objeto situado a la
derecha del foco. La
imagen es virtual,
y
conserva su orientación.
Su tamaño es mayor que
el objeto
Tarea: Consulta las características de las imágenes
reflejadas por un espejo convexo.
FÓRMULAS PARA ESPEJOS ESFÉRICOS
do
Ho
So
Hi
f
Si
di
Ho
So

Hi
f
Ho
f

Hi
Si
1
1
1


f
do
di
Ho
do

Hi
di
PROBLEMAS RESUELTOS
Ejemplo 1
Un objeto se coloca a 25 cm de un espejo
cóncavo de 20 cm de distancia focal,
calcular gráfica y analíticamente la
posición de la imagen.
Ejemplo 2
Un objeto se coloca a 12 cm de un espejo
convexo de 8 cm de distancia focal,
calcular la posición de la imagen, gráfica
y analíticamente.
Defectos de la vista
Se denomina ojo "emétrope" al ojo normal, es decir, aquél que enfoca bien los
objetos lejanos y cercanos. Los defectos más habituales de la visión son:
- Miopía: Se produce en ojos con un globo ocular anormalmente grande, el
cristalino no enfoca bien y la imagen de los objetos lejanos se forma delante de la
retina y no en su superficie. Los miopes ven borrosos los objetos lejanos, pero
bien los cercanos. Se corrige con lentes divergentes, que trasladan la imagen más
atrás.
- Hipermetropía: El globo ocular es más pequeño de lo normal y la imagen de los
objetos cercanos se forma detrás de la retina. Los hipermétropes ven mal de
cerca pero bien de lejos. Se corrige usando lentes convergentes.
- Astigmatismo: Es un defecto muy habitual que se debe a deformaciones en la
curvatura de la córnea. La visión no es nítida.