O que ocorre com a imagem em um espelho plano?

Os espelhos planos são superfícies aplainadas e polidas os quais possuem poder de reflexão. Nesse caso, a reflexão da luz num espelho plano, acontece de forma regular de maneira que o feixe de luz se apresenta bem definido e segue somente uma direção.

Ademais, o raio de luz incidente, o raio refletido e a reta normal à superfície, estão situados no mesmo plano, ou seja, são coplanares, de forma que o ângulo de reflexão e o de incidência possuem a mesma medida.

Os espelhos são superfícies refletoras compostas de vidro e metal, sendo que o mais usado nos espelhos atuais é a prata. De acordo com sua superfície refletora, os espelhos podem ser Planos ou Esféricos (côncavo e convexo).

No caso das formas dos espelhos planos, eles possuem diversos formatos, a saber: circular, triangular, poligonal, dentre outros. Um exemplo muito comum de espelho plano é o vidro, material que permite a formação de imagens nítidas.

Formação da Imagem

A imagem refletida num espelho plano, chama-se “Enantiomorfa” na medida que se forma à mesma distância do espelho que o objeto, sendo portanto simétrica do objeto em relação ao espelho.

Por isso, quando colocamos um espelho ao lado do outro, eles formam uma circunferência, o que corrobora a equidistância de todos os pontos do centro e sobretudo, a simetria da imagem.

Um exemplo notório é quando vemos nossa imagem refletida num espelho, que parece formar-se atrás do espelho.

Dessa forma, nossa imagem fica do mesmo tamanho que somos e configura-se numa imagem virtual do nosso corpo, a qual apresenta uma “reversão da imagem”, ou seja, uma inversão da esquerda-direita.

Assim, nos espelhos planos o objeto é real e a imagem virtual e simétrica.

Em outros termos, num espelho plano, imagem e objeto não se sobrepõem sendo, a distância do objeto ao espelho (do) será equivalente à distância da imagem ao espelho (di): di = - do. Do mesmo modo, a altura do objeto (ho) será igual à altura da imagem (hi)

Associação de Espelhos Planos

Quando associamos dois ou mais espelhos planos, ou seja, colocamos os espelhos lado a lado, as imagens que se formam multiplicam-se, compondo um ângulo (α) e na medida que (α) diminui, o número de imagens aumenta.

Para saber qual o número de imagens (n) fornecidas pelos espelhos que formam esse ângulo, utiliza-se a seguinte fórmula:

Espelhos Esféricos

Os espelhos esféricos são superfícies arredondadas os quais possuem também o poder de reflexão. São as esferas lisas e polidas, de forma que os ângulos de incidência e de reflexão são equivalentes, e os raios incidido, refletidos e a reta normal, ao ponto incidido. São classificados em:

• Espelhos côncavos: aquele em que a superfície refletora é a parte interna do espelho.
• Espelhos convexos: aquele em que a superfície refletora é a parte externa do espelho.

Para saber mais sobre os espelhos esféricos, acesse o link: Espelhos Esféricos

Exercício Resolvido

Uma pessoa de 1,80 m, está na frente de um espelho plano vertical e observa todo seu corpo refletido no espelho. A pessoa está situada a uma distância de 3 m do espelho (CD=3 m) enquanto seus olhos encontram-se a 1,70 m do solo. Determine o comprimento AB mínimo que tem esse espelho e sua posição BC em relação ao solo.

AB=1,80/2
AB=0,9m

BC = 1,70/2
BC = 0,85m

Leita também sobre as Lentes Esféricas e Fórmulas de Física.

Ao falarmos sobre reflexão da luz, mostramos como esse fenômeno podia se manifestar de maneira regular e ou difusa. Como foi dito naquele artigo, a reflexão difusa é responsável pelo fato de enxergarmos os objetos a nossa volta e a reflexão regular é aquela que ocorre principalmente quando a luz incide em uma superfície polida.

Um objeto que todos temos em casa e que se utiliza da reflexão regular é o espelho plano. Ele é feito de uma superfície muito lisa, onde se deposita uma película de um material prateado, como por exemplo, a prata.

Quando ocorre a reflexão no espelho plano, podemos observar que na superfície desses objetos termos a formação de imagens nítidas, como ocorre, por exemplo, quando nos arrumamos para sair numa noite de fim de semana.

Vamos aprender um pouco mais sobre a formação e a construção de imagens nesse objeto que está sempre tão presente na nossa vida.

Construção da imagem de um ponto objeto

Quando nos olhamos através de um espelho plano, somos capazes de observar uma imagem nítida de nós mesmo. Se olharmos com mais atenção, poderemos ver que tanto nós quanto a nossa imagem nos encontramos à mesma distância da superfície do espelho. É bem simples entender isso: se você está escovando os dentes a 40cm do espelho, a sua imagem estará a 40cm dentro do espelho.

Esse fato é provado através da construção de imagens e, para entendê-lo, primeiramente considere um objeto pontual diante de um espelho plano. Um objeto pontual seria um objeto luminoso cujas dimensões não são importantes. Observe a figura abaixo.

É importante assinalar que um objeto luminoso emite luz em todas as direções na representação de infinitos raios de luz. Mas inicialmente, para construirmos a imagem do objeto da figura acima, iremos utilizar apenas dois raios de luz.

Primeiramente, vamos construir dois raios de luz que partindo do objeto luminoso, incidam em dois pontos diferentes do espelho. Esses dois raios, ao incidirem na superfície do espelho, irão refletir obedecendo a segunda lei da reflexão que nos ensina que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. Observe a figura a seguir.

Em seguida, iremos prolongar os raios refletidos para dentro do espelho. Observe que esses raios irão se encontrar em um ponto. Esse ponto é que define a imagem do objeto.

O ponto objeto em questão é definido como ponto objeto real e a sua respectiva imagem é definida como ponto imagem virtual. A imagem é assim definida porque - apesar de os raios refletidos pelo espelho aparentemente estarem se originando dela -, ela mesma não pode ser projetada em um anteparo, como por exemplo, uma tela.

Observe também que a construção anterior mostra realmente que o objeto e a imagem se encontram à mesma distância em relação ao espelho.

Nesse exemplo, por motivos didáticos, utilizamos somente dois raios de luz para efetuarmos a construção da imagem, mas, se tivéssemos usado mais raios, todos os seus respectivos prolongamentos refletidos para dentro do espelho convergiriam para o ponto onde esse encontra a imagem.

Imagem de objeto extenso

A construção da imagem de um ponto objeto nos mostra de maneira bem clara o mecanismo que a natureza utiliza para a formação das imagens em um espelho plano. Dessa construção ficou provado que imagem e objeto são simétricos em relação ao espelho plano, e da simetria entre eles podemos entender a formação da imagem de objetos extensos.

Considere um objeto extenso em frente a um espelho plano como mostra a figura a seguir.

Aplicando a simetria entre objeto e imagem fica muito simples construir a imagem do objeto em questão. Para isso basta medir a distância da extremidade superior do objeto até o espelho e reproduzir essa distância atrás do espelho, e depois fazer o mesmo com a extremidade inferior. Observe a construção a seguir.

Para finalizar, vamos observar uma consequência interessante desse assunto. Você já deve ter notado que quando está defronte a um espelho plano e vestindo uma camiseta com alguma mensagem, essa mesma frase aparece de modo estranho na imagem refletida. Para entender como isso ocorre, vamos tomar como exemplo a letra "F" colocada em frente a o espelho.

Para construir a sua imagem, vamos novamente utilizar a relação de simetria entre objeto e imagem, ou seja, vamos desenhar para cada ponto extremo da letra "F" a sua respectiva imagem atrás do espelho.

Esse fenômeno se chama enantiomorfismo, ou seja, no espelho plano objeto e imagem são enantiomorfas. Isso explica porque quando levantamos o braço direito a nossa imagem levanta o esquerdo, e também o fato das ambulâncias e carros de bombeiro terem os seus dizeres escritos de dessa forma na sua frente. Observe que o que está escrito nesses veículos é para ser lido pelo motorista, que fará isso através do espelho retrovisor. Desse modo, para o motorista, a mensagem aparecerá de maneira correta.

Neste segundo artigo sobre o tema, aprenderemos um pouco mais sobre os espelhos planos, como a determinação do seu campo visual, o que ocorre quando executamos a sua translação e a determinação do número de imagens quando esses objetos são associados.

O que acontece com a imagem de um espelho plano?

Como é a imagem no espelho plano?

O que ocorre com a imagem de um espelho plano que sofre translação?

Quais são as propriedades da imagem no espelho plano?