Espelhos planos - Como se forma a imagem e muito mais
Escrito por Natália Petrin Em 12/05/2014
Normalmente feitos de uma superfície metálica polida, os espelhos planos são aqueles que possuem superfície de reflexão completamente plana. Habitualmente, usa-se uma placa de vidro em que se aplica uma fina camada de prata ou então alumínio em um lado, sendo que o outro torna-se espelho.
Como se forma a imagem refletida?
A imagem é formada atrás do espelho por meio de um cruzamento entre os prolongamentos dos raios incidentes no espelho. A imagem, em espelhos planos, sempre tem o mesmo tamanho do objeto refletido.
A distância entre o objeto e o espelho sempre será igual a distância entre a imagem e o espelho, ou seja, são simétricos, e a imagem refletida é invertida com o objeto real.
As imagens são construídas devido ao prolongamento do raio refletido que passa por um ponto imagem virtual, chamado PIV, que fica atrás do espelho. Isso faz com que o observador veja um objeto com a sensação de que ele está localizado atrás do espelho.
O objeto e a imagem serão sempre opostos, de forma que quando um for real, o outro com certeza será virtual. Dessa forma, quando se quer obter geometricamente a imagem de um objeto pontual, é necessário traçar por ele e através do espelho uma reta e delinear simetricamente o ponto imagem.
Associação entre dois espelhos planos
O espelho plano fornece apenas uma imagem do objeto refletido. Quando se unem dois espelhos e eles formam um ângulo entre si, é possível observar mais imagens. O número de imagens que poderão ser observadas, vai depender do ângulo feito entre os espelhos, e pode ser determinado por meio da seguinte fórmula:
n= (360°)/∝ -1
Sendo que n é o número de imagens formadas, e α representa o ângulo formado entre os espelhos.
O que é a translação de um espelho plano?
Sempre que um espelho for transladado paralelamente a si mesmo, pode-se observar que a distância entre o objeto e o espelho, e entre a imagem e o espelho será a mesma. Baseando-se no desenho abaixo, podemos perceber que na primeira imagem o objeto está a uma distância d1 do espelho, assim como sua imagem. Na segunda, o espelho foi deslocado a uma distância l para a direita, criando uma distância d2, tanto entre objeto e espelho como entre imagem e espelho.
Dessa forma, podemos ver que:
X=2d2 – 2d1
A fórmula pode ser reescrita como:
X= 2(d2-d1)
Na figura, no entanto, é possível observar que l= d2-d1, determinando que x=2l.
Com o exemplo, podemos concluir que toda vez que um espelho for transladado paralelamente a si, a imagem sofrerá translação no mesmo sentido, mas com comprimento igual ao dobro da translação do espelho.
Dessa forma, é possível determinar que a velocidade de translação do espelho e da imagem pode ser calculada:
Interpretando a fórmula, concluímos que a velocidade de deslocamento da imagem é igual ao dobro da velocidade de deslocamento do espelho (que é semelhante à fórmula da velocidade acima, apenas trocando o e por r).
Caso o observador também sofra deslocamento, a velocidade relativa entre o observador e o espelho deve ser levada em conta, ao invés da velocidade de translação do espelho: