Definición del espejo convexo
Un tipo de espejo que se usa en la vida cotidiana es el espejo convexo. El espejo convexo tiene formas curvas, donde la superficie del espejo, que refleja la luz, se curva hacia adelante.
Usos del espejo convexo
Si alguna vez has visto el espejo retrovisor de una motocicleta o un automóvil, seguramente ya conoces el uso de los espejos convexos en la vida cotidiana. Estos espejos se utilizan como retrovisores porque las imágenes que forman son verticales y más pequeñas que los objetos, lo que permite un campo de visión más amplio. Además de su menor tamaño, todas las imágenes que forman los espejos convexos son virtuales.
El punto focal del espejo convexo
Si la superficie de un espejo que refleja la luz se expone a un objeto muy distante, como los rayos del Sol, entonces el haz de luz emitido por el Sol
será paralela al eje principal del espejo, como se muestra en la figura siguiente. El eje principal es una línea imaginaria perpendicular al centro de la superficie del espejo. En la figura siguiente, el eje principal coincide con el punto focal (F) del espejo.
Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie de un espejo, cumple la ley de reflexión, donde el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Si se traza una línea discontinua desde la base de la luz reflejada, todas las líneas discontinuas se intersecan en un mismo punto, que se denomina foco (F) del espejo.
El ojo humano percibe el haz de luz moviéndose en línea recta y toda la luz reflejada como si proviniera del foco de un espejo. El foco es el punto de imagen de un objeto que se encuentra muy lejos de la superficie del espejo; por ejemplo, el sol y su imagen son virtuales.
La distancia focal del espejo convexo
La distancia focal (f) es la distancia entre el punto focal (F) y la superficie del espejo. El punto C es el centro de la curvatura del espejo. La distancia focal del espejo convexo es f (distancia focal = f = FQ) y el radio de curvatura del espejo convexo es r (radio de curvatura = r = CQ = CP).
El rayo incidente incide sobre un espejo en P y luego se refleja en el espejo convexo, donde la luz reflejada parece provenir del punto focal F. La línea discontinua CP es una línea normal. La luz incidente y la luz reflejada cumplen la ley de reflexión de la luz, donde el ángulo de incidencia (θ) es igual al ángulo de reflexión (θ), y este ángulo es igual al ángulo del triángulo PCQ (θ). El ángulo del triángulo PCQ es igual al ángulo del triángulo CPF, por lo tanto, el triángulo PFC es equilátero. Debido a que el triángulo PFC es equilátero, la longitud de PF es igual a la longitud de CF. Suponiendo que el ancho del espejo es menor que el radio de curvatura del espejo, la longitud de PF se considera igual a la longitud de FQ. Como CF = PF y PF = FQ, entonces CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = radio de curvatura del espejo y FQ = f = distancia focal del espejo. Por lo tanto, se puede concluir que el radio de curvatura del espejo convexo (r) = 2 veces la distancia focal (f) del espejo convexo. Matemáticamente:
r = 2f o f = r / 2
Formación de imágenes mediante el espejo convexo
Los espejos cóncavos pueden formar imágenes reales y virtuales, mientras que los espejos convexos solo pueden formar imágenes virtuales. La formación de imágenes de un objeto mediante espejos convexos se explica detalladamente en el apartado correspondiente.
Imagen virtual
Cuando un espejo convexo refleja la luz que incide sobre su superficie, la dirección de la luz reflejada cambia.
Parece provenir del punto focal del espejo convexo y del centro de su curvatura. Dado que la luz no atraviesa un espejo convexo, la imagen que se forma es virtual. Si se coloca la pantalla en una posición donde se proyecta una imagen virtual, no se verá ninguna imagen en ella. La imagen virtual existe porque el ojo humano percibe los rayos de luz en línea recta y le da la impresión de que provienen del punto donde se encuentra dicha imagen.
