Espejos planos

¿Qué son? ¿Cómo se hacen? ¿Qué imágenes dan? Reflexión especular: deslumbramiento Reflexión difusa Campo visual Formación de imágenes
Curiosidades Movimiento de espejos Aplicaciones: periscopio y sextante

¿Qué son?

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.

Prueba a ir a este enlace y dibujar en la parte izquierda. Mueve el punto rojo de la izquierda. ¿Qué ves?

¿Cómo se hacen?

Cuando los pueblos antiguos lograron dominar la metalurgia, hicieron espejos puliendo superficies metálicas (plata).

Los espejos corrientes son placas de vidrio plateadas. Para construir un espejo se limpia muy bien un vidrio y sobre él se deposita plata metálica por reducción del ión plata contenido en una disolución amoniacal de nitrato de plata. Después se cubre esta capa de plata con una capa de pintura protectora.

El espejo puede estar plateado por la cara anterior o por la posterior, aunque lo normal es que esté plateada la posterior y la anterior protegida por pintura. La parte superior es de vidrio, material muy inalterable frente a todo menos al impacto.

Consejos de como pegar un espejo y calidades de los espejos. Pulsa aquí.

¿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.


Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, parte de la luz se refleja y parte entra en el cuerpo donde puede ser absorbida o transmitida, absorbiéndose siempre una parte de ella mientras lo atraviesa (ej. vidrio).

La luz reflejada cumple las leyes de la reflexión.

La cantidad de luz reflejada por un cuerpo depende de:

La reflexión de la luz se puede realizar de dos maneras: reflexión irregular o difusa y reflexión regular o especular.


Reflexión regular o especular

Tiene lugar cuando los rayos de luz inciden sobre una superficie lisa. Algunos metales como la plata y el aluminio absorben poco la luz blanca y si construimos con ellos láminas metálicas muy pulimentadas podemos lograr que reflejen la luz de tal manera que los rayos reflejados se vean con una intensidad comparable a la de los rayos incidentes. A estas superficies les llamamos espejos y pueden ser planos o curvos. Hoy en día los espejos se construyen de vidrio, pero en la antigüedad los primeros espejos eran de metal.

La física estudia las leyes de la formación de imágenes en los espejos planos. ¿Quieres conocerlas?

Deslumbramiento

   
De los focos luminosos sale la luz en todas las direcciones. Sale radialmente, como si el foco de luz fuera el centro de una esfera y los rayos sus radios. Cada dirección de propagación se idealiza y se le asigna un único rayo.

En la realidad, del foco sale un paquete de rayos paralelos que llamamos haz.

Este haz es una onda electromagnética y dentro de ella lleva fotones que contienen energía.

Cuando los rayos del haz están lejos del foco se puede considerar que son paralelos entre sí y que, para pequeños recorridos, a esa gran distancia del foco, la separación entre el principio y el fin de ese trozo de rayo es "inapreciable".

 

Como los espejos planos reflejan mas del 95% de la intensidad de la luz incidente, un haz de luz procedente del Sol que se refleje en un espejo puede deslumbrarnos.

En este gráfico un rayo que procede del Sol incide en un espejo y se refleja hacia el ojo del observador.

En el gráfico anterior hay un error. ¿Puedes descubrirlo?.

¿Como puedes lograr deslumbrar a una persona con un espejo?

¿Conoces algún caso histórico (¿?) en el que se usaron espejos en alguna guerra?. ¿Quién fue Arquímedes?. Una experiencia reciente demostró que para concentrar energía capaz de incendiar naves a distancia se necesitan espejos de un tamaño imposibles de construir con la tecnología de la época de Arquímedes.


Reflexión difusa

Todos los cuerpos reflejan parte de la luz que incide sobre ellos pero la mayoría producen una reflexión difusa.

La reflexión difusa se origina en los cuerpos que tienen superficies rugosas, no pulidas: esto es lo que nos permite ver los objetos que nos rodean sin deslumbrarnos aunque que estén iluminados por una luz intensa.

El sistema óptico del ojo recoge los rayos difundidos y forma con ellos la imagen del objeto.

Podemos ver todos los puntos de la superficie en la que se produce la reflexión difusa.

¡ Tu cara difunde la luz, pero no deslumbra a nadie ! :-)

Este es un enlace a un applet en el que puedes ver este fenómeno.


 

Campo visual de un espejo

Según la orientación que tenga el espejo respecto al ojo y según la superficie del espejo, se alcanza diferente campo visual: el ojo puede ver distintas zonas según donde esté respecto al espejo.

Puedes "barrer" una zona situada detrás de ti con el campo visual de un espejo girándolo frente a tus ojos.

Todos los rayos procedentes de la zona azul se reflejan en el espejo y pueden ser captados por el sistema óptico del ojo.

No se pueden ver todos los objetos situados frente al espejo.

¿Aumenta el campo visual al acercar el espejo al ojo? ¿Y al alejarlo?.

Pulsa aquí para utilizar una animación en la que puedes realizar una práctica virtual.

Ahora realiza esta práctica real. Coloca un espejo delante de ti y gíralo para variar el campo visual.


Las leyes básicas de la óptica geométrica son: la ley de propagación, la ley de la reflexión y la ley de la refracción.

La formación de las imágenes en los espejos planos es una consecuencia de la reflexión de los rayos luminosos. Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera detrás y no frente a éste. La óptica geométrica explica este familiar fenómeno suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección al llegar al espejo.