Espelho esférico óptico: uma introdução

Espelho esférico óptico são elementos fundamentais na óptica.  São elementos ópticos que refletem a luz e têm a forma de uma peça cortada de uma superfície esférica, com as costas normalmente sendo Plano.  Eles são amplamente utilizados em várias aplicações técnicas de OEM ou IR, incluindo defesa e segurança, tecnologias médicas e agrícolas e vigilância ambiental.

Tipos de espelhos esféricos ópticos

Espelhos esféricos côncavos: a superfície reflexiva dos espelhos esféricos côncavos curvas para dentro.  Eles são espelhos convergentes, ideais para focar a luz.  Eles ampliam objetos próximos a eles e têm uma distância focal positiva.  O raio de curvatura também é positivo, que é a distância entre o espelho e o centro da esfera da qual foi formado.

Espelhos esféricos convexos: espelhos esféricos convexos geralmente fazem os objetos parecerem menores.  Esses espelhos são usados ​​para expandir o campo de visão de um sistema de imagem.  Eles têm distância focal negativo, o que significa que o foco está por trás do espelho, e o raio de curvatura também é negativo.  A imagem formada por um espelho convexa é virtual, pois os raios de luz não passam pelo ponto em que parecem estar se originando.  Para um espelho convexo, quanto menor a distância focal, maior o campo de visão.

Terminologia relacionada a espelhos esféricos ópticos

Eixo principal: é a linha que é normal (perpendicular) ao centro do espelho.

Vertex ou pólo: este é o ponto central em que o eixo principal entra no espelho.

Centro de curvatura: o ponto no eixo principal que é a mesma distância de todos os pontos do espelho.  É também o centro da esfera pai.

Raio de curvatura: a distância do centro da curvatura ao vértice.

Foco ou ponto focal: para um espelho côncavo, todos os raios de luz atingindo o espelho paralelo e próximo ao seu eixo principal serão refletidos através de um ponto no eixo principal, que é o foco.  Para um espelho convexo, o foco é de onde os raios parecem divergir.  A distância focal é a distância ao longo do eixo principal do vértice ao foco e é sempre metade do raio de curvatura para um único espelho esférico.

Formação de imagem em espelhos esféricos ópticos

Nos espelhos côncavos: quando um objeto é colocado a diferentes distâncias de um espelho côncavo, a natureza da imagem formada varia.  Pode ser real ou virtual, ampliado ou diminuído, dependendo da distância do objeto em relação ao ponto focal.

Nos espelhos convexos: os espelhos convexos sempre formam imagens virtuais, diminuídas e verticais, independentemente da posição do objeto.

Aplicações de espelhos esféricos ópticos

Espelhos côncavos: eles são comumente usados ​​em telescópios astronômicos, refletindo telescópios e faróis de veículos.  Eles também são empregados em fornos solares e espelhos de barbear devido à sua capacidade de convergir luz e formar imagens claras.

Espelhos convexos: com seu amplo campo de visão, os espelhos convexos são essenciais nos espelhos traseiros do veículo - vista, espelhos de segurança nas lojas e como parte dos espelhos de cruzamento da rua para segurança no trânsito.

Desafios e limitações dos espelhos esféricos ópticos

Uma questão significativa é a aberração esférica.  Isso ocorre quando os raios longe do eixo principal não convergem no mesmo ponto, levando a uma imagem turva.  Tecnologias avançadas, como espelhos parabólicos, às vezes são usados ​​em algumas aplicações para superar essa limitação.