IMÁGENES EN ESPEJOS PLANOS

 

ÓPTICA

ACTIVIDAD 3.3.1

 

FECHA: 07/09/2020

 

NOMBRE DEL DOCENTE: SERGIO VIÁFARA ARDILA

ASIGNATURA: FÍSICA

GRADO:  ONCE A, B, C

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: _____________________________________________ GRUPO: _

 

DESARROLLO DEL TEMA

IMÁGENES EN ESPEJOS PLANOS

Después de estudiar el ojo humano, podemos comprender con mas claridad las diferentes imágenes que se forman en los espejos y lentes.

En esta actividad veremos la formación de las imágenes en 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).

Los espejos planos se utilizan con mucha frecuencia. Son los que usamos cada mañana para mirarnos. En ellos vemos nuestro reflejo, una imagen que no está distorsionada.

CONSTRUCCIÓN

 GEOMÉTRICA DE LAS IMÁGENES EN ESPEJOS PLANOS

En el gráfico podemos observar lo siguiente.

 

ELEMENTOS

AA^’ es la línea eje

AB es el objeto

A’B’ es la imagen

y es el tamaño del objeto

y’ es el tamaño de la imagen

s es la distancia desde el objeto hasta el espejo

s’ es la distancia desde el espejo hasta la imagen

θ es el ángulo de incidencia y reflejado

son los rayos de incidencia y reflejados

¿Qué imágenes dan?

Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera detrás y no frente a éste ni en la superficie. (Ojo, es un error frecuente el pensar que la imagen la vemos en la superficie del espejo).

El sistema óptico del ojo recoge los rayos que salen divergentes del objeto y los hace converger en la retina.

El ojo identifica la posición que ocupa un objeto como el lugar donde convergen las prolongaciones del haz de rayos divergentes que le llegan. Esas prolongaciones no coinciden con la posición real del objeto. En ese punto se forma la imagen virtual del objeto.

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.

El espejo sí puede reflejar la luz de un objeto y recogerse esta sobre una pantalla, pero esto no es lo que queremos decir cuando afirmamos que la imagen virtual no se recoge sobre una pantalla. El sistema óptico del ojo es el que recoge los rayos divergentes del espejo y el cerebro interpreta como procedentes de detrás del espejo (justo donde se cortan sus prolongaciones)

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.

 

Ecuación

La reflexión en los espejos planos se rige por una ecuación muy sencilla, llamada la ley de reflexión, que se enuncia de la siguiente manera:

El ángulo de incidencia de un rayo de luz θ_i es igual al ángulo de reflexión θ_r.

Ambos ángulos se miden siempre tomando como referencia la normal a la superficie, es decir, la línea perpendicular al plano del espejo. Y además, el rayo incidente, el rayo reflejado y la línea normal se encuentran en un mismo plano.

Expresiones matemáticas para el espejo plano

En forma matemática la ecuación se escribe:

θ_i= θ_r

Cuando inciden rayos paralelos sobre la superficie del espejo, los rayos reflejados también lo son. Del mismo modo, cualquier normal al espejo es paralela a otra normal.

A consecuencia de ello, como veremos seguidamente, la distancia a la que se encuentra el objeto respecto a la superficie del espejo d_i, es la misma a la que se forma la imagen en el lado opuesto d_o.

Por lo tanto:

|d_i | = |d_o|

Las barras de valor absoluto se colocan, ya que por convención la distancia de la imagen virtual hasta el espejo se toma negativa, mientras que la distancia entre el objeto y el espejo es positiva.

Comportamiento

Veamos cómo se comporta el espejo plano ante una fuente puntual, como la llama de una vela encendida. En la figura inferior aparecen dibujados dos rayos, el rayo 1 que se dirige directamente hacia el espejo y se refleja en la misma dirección, y el rayo 2, que incide oblicuamente, con ángulo θ_i y se refleja con ángulo θ_r.

 

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Además, está representado el eje óptico, que se define como una normal al plano del espejo. Dado que el espejo es plano, se pueden trazar muchas normales al él, a diferencia del espejo esférico, en el cual se traza un eje óptico único.

Prolongando los rayos mediante trazos discontinuos, vemos que se interceptan en el punto P’, atrás del espejo.  Desde ese punto, a una distancia d_o, del espejo, el ojo del observador interpreta que proviene la imagen de la flama.

El espejo también refleja el resto de la vela, un objeto extenso de tamaño finito. A cada punto de ella corresponde un punto en la imagen, quedando determinados así dos triángulos rectángulos congruentes, cuya altura común es h= h’, la altura de la vela.

De esta forma, la imagen tiene la misma altura que el objeto real y la misma orientación. Y también se puede apreciar que el objeto y su imagen guardan idéntica relación que las palmas abiertas de las manos cuando son vistas de frente.

VER VIDEOS

https://youtu.be/1q3Q-LEtoDY

https://youtu.be/7mUTvrm1du0

NOTA

PRACTICA CONSTRUYENDO IMÁGENES. 

ESTA ACTIVIDAD ES INFORMATIVA. NO DEBES ENVIAR TRABAJO ALGUNO