Foco de um espelho esférico

Nos estudos iniciais sobre espelhos esféricos vemos que calota esférica é uma parte de uma superfície esférica limitada por um plano. Vemos também que um espelho esférico é toda superfície refletora em forma de calota esférica, muito bem polida, capaz de refletir regularmente a luz, interna ou externamente. Caso esse polimento seja da parte interna da calota, obteremos o que chamamos de espelho esférico côncavo; caso seja polida a parte externa, obteremos um espelho esférico convexo.

Podemos observar esse tipo de espelho em diferentes lugares, como, por exemplo, em mercearias, dentro dos ônibus do transporte público etc. Esse tipo de espelho apresenta os seguintes elementos: centro de curvatura, raio de curvatura, vértice, eixo principal, eixo secundário e ângulo de abertura.

Caso façamos com que um raio luminoso incida paralelo ao eixo principal de um espelho esférico côncavo, veremos que esse raio (ou raios) refletido convergirá para um único ponto, chamado de foco principal. Vejamos a figura abaixo:

Se realizarmos a mesma experiência junto ao espelho esférico convexo, perceberemos que os raios refletidos são divergentes, ou seja, tomam direções diferentes, porém notamos que os seus prolongamentos passam por um mesmo ponto F. Damos o nome de foco principal a esse ponto F do espelho convexo de Gauss. Podemos verificar tal fenômeno na figura abaixo.

De acordo com as figuras acima, podemos notar que no espelho côncavo o foco é real, ou seja, há cruzamento efetivo de raios diante do espelho, enquanto que no espelho convexo o foco é virtual pelo fato de ser obtido através do prolongamento dos raios atrás do espelho.