Espejos Planos





Antes de analizar lo que se entiende por imagen, primero necesitamos definir el concepto objeto en términos de la óptica. Un objeto es cualquier cosa de la cual emerjan rayos de luz. Esta luz puede ser emitida por el objeto mismo si éste es luminoso, como el filamento incandescente de una bombilla eléctrica, o puede ser emitida por otra fuente (como una lámpara o el sol) y luego ser reflejada por el objeto. En la figura 10, se muestran los rayos de luz radiados en todas las direcciones desde un objeto situado en un punto P.

 

figura 10

 

Para que un observador vea este objeto de manera directa, no debe haber obstrucción entre el objeto y los ojos del observador. Note que los rayos de luz provenientes del objeto llegan a los ojos izquierdo y derecho del observador con ángulos diferentes; estas diferencias son procesadas por los ojos del observador para determinar la distancia que hay entre él y el objeto.

El objeto de la figura 10 es un objeto puntual que no tiene extensión física. Los objetos reales que poseen longitud, ancho y alto se conocen como objetos extendidos. Para empezar, consideraremos solamente un objeto puntual idealizado, puesto que siempre es posible pensar en un objeto extendido como si estuviera formado por un número muy grande de objetos puntuales.

Suponga que algunos de los rayos provenientes del objeto inciden en una superficie reflectora, plana y lisa (figura 11). Ésta podría ser la superficie de un material con diferente índice de refracción, que refleje parte de la luz incidente, o una superficie metálica pulida que refleje casi el 100% de la luz que le llega.

 

figura 11

 

De acuerdo con la ley de reflexión, todos los rayos que llegan a la superficie se reflejan formando un ángulo con respecto a la normal igual al ángulo de incidencia. Puesto que la superficie es plana, la normal apunta en la misma dirección para todos los puntos de la superficie, y la reflexión es especular. Después de que los rayos se reflejan, su dirección es la misma que tendrían si provinieran del punto P'; llamamos al punto P punto objeto, y al punto P', punto imagen; y decimos que la superficie reflectora forma una imagen del punto P. Un observador que sólo pueda ver los rayos reflejados en la superficie, y que no sepa que está viendo un reflejo, piensa que los rayos se originan en el punto imagen P'. Este punto, por tanto, es una manera conveniente para describir la dirección de los diferentes rayos reflejados, del mismo modo el punto objeto P describe las direcciones de los rayos que llegan a la superficie antes de la reflexión.

Si la superficie de la figura 11 no fuera lisa, la reflexión sería difusa, y los rayos reflejados en diferentes partes de la superficie se desplazarían en direcciones no correlacionadas. En este caso no habría un punto imagen P' definido del que pareciera provenir todos los rayos reflejados. Usted no puede ver su reflejo en la superficie de una pieza no pulida de metal, debido a que su superficie es rugosa; al pulir el metal la superficie queda lisa, de modo que se presenta la reflexión especular y la imagen reflejada se hace visible.

También se forma una imagen mediante una superficie plana refractora, como se muestra en la figura 12. Los rayos que salen del punto P se refractan en la interfase entre dos materiales ópticos. Cuando los ángulos de incidencia son pequeños, la dirección final de los rayos después de la refracción es la misma que tendrían si provinieran del punto P', como se muestra, y de nuevo decimos que P' es un punto imagen.

 

figura 12

 

En las figuras 11 y 12 los rayos en realidad no pasan por el punto imagen P'. De hecho, si el espejo de la figura 11 fuera opaco no habría ninguna luz en su lado derecho. Si los rayos provenientes de la superficie en realidad no pasan por el punto imagen, decimos que se trata de una imagen virtual. Cuando los rayos provenientes de la superficie si pasan por el punto imagen, a la imagen resultante se le llama imagen real.