Formação de imagem em espelhos esféricos

A formação da imagem em espelhos esféricos (um tipo de espelho curvo feito em uma calota esférica) depende de do tipo de espelho, se convexo ou côncavo. Se for convexo, a imagem será sempre virtual, direita e menor que o objeto. Se o espelho for côncavo, a imagem formada vai depender da posição do objeto, podendo ter cinco situações diferentes que veremos com mais detalhe neste texto.

Leia também: Como a imagem é formada em espelhos planos

Resumo sobre formação da imagem em espelhos esféricos

• A formação da imagem em espelhos esféricos dependerá do tipo de espelho (côncavo ou convexo).
• Em espelhos esféricos convexos, a imagem é sempre virtual, direita e menor do que o objeto.
• A imagem formada em espelhos côncavos depende da posição do objeto refletido.
• Existem 5 situações possíveis:
  • se o objeto está além do centro, a imagem é real, invertida, menor, entre o centro e o foco;
  • se objeto está no centro, a imagem é real, invertida, do mesmo tamanho do objeto e no centro;
  • se o objeto está entre o centro e o foco, a imagem é real, invertida, maior do que o objeto e além do centro;
  • se o objeto está no foco, a imagem formada é imprópria no infinito;
  • se o objeto está entre o foco e o vértice, a imagem é virtual, direita e maior do que o objeto.
• O espelho esférico é um tipo de espelho curvo, construído a partir do espelhamento de uma calota esférica.
• Quando é feito na superfície interna, o espelho é côncavo; quando é feito na superfície externa, é convexo.

Como é formada a imagem no espelho esférico?

Nos espelhos esféricos, o foco (ou ponto focal) F localiza-se, aproximadamente, no ponto médio entre o centro de curvatura C e o vértice do espelho. A imagem formada vai depender do tipo do espelho esférico e da posição do objeto a ser refletido.

• Formação da imagem no espelho convexo

Para o espelho esférico, qualquer que seja a posição do objeto em relação ao vértice do espelho, teremos sempre uma imagem virtual, direita e menor que o objeto.

• Formação da imagem no espelho côncavo 

Para o espelho côncavo, a formação da imagem vai depender da posição do objeto em relação ao centro, ao foco e ao vértice do espelho. Temos 5 situações possíveis:

1. Objeto além do centro de curvatura: a imagem formada é real, invertida, menor e localizada entre o centro de curvatura e do foco.

2. Objeto no centro de curvatura: a imagem formada é real, invertida, do mesmo tamanho do objeto e localizada no centro de curvatura.

3. Objeto entre o centro de curvatura e o foco do espelho: a imagem formada é real, invertida, maior do que o objeto e além do centro de curvatura.

4. Objeto no foco do espelho: a imagem formada é imprópria no infinito.

5. Objeto entre o foco e o vértice: a imagem formada é virtual, direita e maior do que o objeto.

O que são espelhos esféricos?

O espelho esférico é um tipo de espelho curvo, que é construído a partir do espelhamento (ato de transformar um objeto em espelho) de uma calota esférica. Quando o espelhamento é feito na superfície interna da calota, o espelho esférico se denomina côncavo (espelho convergente); quando é feito na superfície externa, o espelho é convexo (espelho divergente).

Saiba mais: Como a imagem se forma no olho humano?

Exercícios sobre formação de imagem em espelhos esféricos

Questão 1. (UFRJ) Uma criança se diverte observando a imagem de seu rosto refletida pela face côncava de uma colher metálica bem polida. Sobre a imagem observada pela criança são feitas as seguintes hipóteses:

I) É real, invertida e menor

II) É virtual, direita e maior

III) É virtual, direita e menor

Dessas hipóteses, pode(m) corresponder à realidade:

A) somente I.

B) somente II.

C) somente III.

D) somente I e II.

E) somente I e III.

Resolução: Alternativa D

A imagem formada é real, invertida e menor quando a face da criança está além do centro de curvatura da colher; e a imagem formada é virtual, direita e maior quando a face da criança está entre o foco e o vértice. Não existe uma situação em que a imagem formada por um espelho côncavo seja virtual, direita e menor.

Questão 2. (UFMG) Uma revista nacional de divulgação científica publicou: “A parte interna das colheres de metal funciona como um espelho côncavo e, segundo uma lei da óptica, a imagem refletida é sempre real (pode ser projetada em um anteparo), menor e invertida em relação ao objeto”.

Essa afirmativa é falsa, do ponto de vista da Física. Para torná-la verdadeira, temos de trocar os termos:

A) côncavo por convexo.

B) invertida por direita.

C) menor por maior.

D) real por virtual.

E) sempre por às vezes.

Resolução: Alternativa E

Existem situações em que a imagem formada em espelhos côncavos é real e outras em que a situação é virtual.

Créditos das imagens

^[1] Wikimedia Commons (reprodução)

^[2] Wikimedia Commons (reprodução)

^[3] Wikimedia Commons (reprodução)

^[4] Wikimedia Commons (reprodução)

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Óptica e Física Moderna (vol. 4). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.