Espelhos planos são superfícies planas e polidas que possuem alto poder de reflexão, ou seja, o feixe de luz vai incidir no espelho, e vai retornar até chegar nos olhos do observador.
Podemos ter dois tipos de espelhos, os planos e os esféricos. Aqui, estudaremos os espelhos planos.
Tanto o raio de luz incidente, quanto o refletido e a reta normal são coplanares (estão no mesmo plano). Com isso, teremos que o ângulo do raio incidente será o mesmo ângulo do raio refletido.
O espelho plano é feito por uma superfície metálica revestida por uma camada de vidro, que é transparente e protege o metal do ar e da umidade.
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A imagem acima ilustra a reflexão de um raio de luz.
A reflexão é dada por duas leis:
A imagem em um espelho plano é enantiomorfa, ou seja, a imagem se forma dentro do espelho na mesma distância que o objeto está do espelho plano. Por isso, temos a impressão de que a imagem está atrás ou dentro do espelho.
A imagem se forma do mesmo tamanho, mas oposta da esquerda para a direita, e é por isso que, em espelhos planos, a imagem é virtual e simétrica.
Para construir a imagem, basta prolongar o raio refletido para “dentro” espelho, imaginando que o objeto está se formando atrás do espelho mesmo, e, com isso, a imagem virtual estará no encontro dos raios prolongados, como mostra a imagem abaixo.
A imagem acima mostra a formação da imagem virtual dentro do espelho.
Nos espelhos planos, a imagem sempre será virtual.
Quando colocamos os espelhos planos lado a lado, formando um ângulo entre eles, teremos uma multiplicação do número de imagens virtuais que vemos. Isso ocorre porque a imagem virtual de um espelho pode ser o objeto para outro espelho.
O número de imagens que veremos é dado pela seguinte fórmula:
\[{n}= \frac{360^{\circ}}{\alpha }-1\]
Onde:
Na imagem acima, vemos um espelho se deslocando.
Quando um espelho se desloca, afastando ou aproximando do objeto temos uma variação da distância entre o objeto e o espelho.
Como a distância entre a imagem virtual e o espelho vai ser sempre igual a distância entre o objeto e o espelho, veremos a imagem virtual também se deslocar a uma certa velocidade.
Se um espelho se desloca a uma determinada velocidade, a imagem virtual vai se deslocar com o dobro dessa velocidade, ou seja:
\[v_{i}=2.v_{e}\]
Agora, quando quem se desloca é o objeto, consideramos a velocidade relativa entre o objeto e o espelho plano, e a velocidade da imagem virtual vai ser o dobro da velocidade relativa.
\[v_{i} = 2.v_{r}\]
Onde:
Com apenas 6 soldados colocados entre dois espelhos planos verticais fixos, um diretor de cinema consegue fazer uma tomada que aparenta ter 72 soldados. Qual é o ângulo entre os espelhos?