La cuchara reflectante un experimento de propagación de la
luz, la cual se busca encontrar las diferencias en las imágenes de luz emitidas
del rostro y visualizadas en una cuchara sopera.
Materiales:
El rostro de una persona.
Una cuchara Sopera.
Instrucciones:
Primer paso se coloca la cuchara previamente limpia enfrente
del rostro de la persona, La cuchara la colocamos con la parte convexa y
observamos lo que sucede.
Observamos que la imagen de la cuchara se muestra
normal, bueno un poco extensa en la parte superior, pero de manera correcta.
Ahora colocamos la cuchara en la parte cóncava y
observamos lo que sucede.
Notamos que la imagen ahora se muestra boca abajo,
enseguida la explicación.
Explicación:
En el caso de la cara convexa, los rayos ópticos divergen
al reflejarse en la superficie de manera que virtualmente parecen proceder de
una zona existente tras la superficie de la cuchara, esta superficie se
comporta como cualquier espejo esférico convexo.
En el caso de la otra cara, y dada la intensa curvatura
que suelen tener las cucharas soperas, los rayos se reflejan doble y
sucesivamente en la parte superior e inferior de la superficie, por lo que
finalmente nos llega una imagen invertida de nuestro rostro.
Ya que
la cuchara tiene una cara convexa y otra cóncava. En el lado convexo el reflejo
resultará menor ya que el foco de incidencia de los rayos está dentro de la
superficie y por lo tanto el reflejo no se invierte.
Por el
otro lado, en la cara cóncava el foco está afuera de la superficie, entonces si
se coloca el objeto a reflejar entre el foco y la cuchara la imagen es
aumentada pero no invertida. Si el objeto está más allá del foco, la imagen se
invierte y no es aumentada.
Ahora una pequeña explicación encontrada en una página:
Un
rayo paralelo al eje óptico al reflejarse en el espejo pasa por el foco si el
espejo es cóncavo y parece provenir del foco (pasa por él su prolongación en
sentido contrario) si el espejo es convexo.
Un
rayo que pasa por el centro de curvatura de un espejo cóncavo, o se dirige a él
si el espejo es convexo (pasa por el centro de curvatura la prolongación del
rayo en sentido contrario a su propagación), incide sobre el espejo
perpendicularmente a su superficie y se refleja siguiendo su misma trayectoria
original.
Un
rayo que pasa por el foco de un espejo cóncavo, o se dirige al foco de un
espejo convexo, se refleja paralelamente al eje óptico.
Espejo
cóncavo cuyo centro de curvatura es C y el foco F. El objeto está situado a una
distancia del espejo mayor que su radio de curvatura. Los tres rayos dibujados
se cortan en un punto que es la imagen del objeto. Esta imagen es real,
invertida y de menor tamaño que el objeto y se encuentra situada entre este y
el espejo.
Si el
objeto está entre el centro de curvatura y el foco, la imagen es real,
invertida y de mayor tamaño que el objeto, y se encuentra a la izquierda de
este.
Para
el caso que el objeto se encuentre en el centro de curvatura, tendrá una imagen
real, invertida e igual, y se encuentra a la misma distancia del espejo que el
objeto.
Con un
espejo convexo, el centro de curvatura y el foco son virtuales. La imagen obtenida
es virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto. Los espejos convexos
tienen un campo de visión amplio y se usan como espejos retrovisores en
automóviles y pueden dar vistas panorámicas de grandes espacios: cruces de
calles, garajes, grandes almacenes, supermercados, etc...
Consideramos
sólo rayos paraxiales, es decir, rayos de luz que formen con el eje óptico
ángulos menores de 10º o 0.175 radianes. Para estos ángulos podemos sustituir
los senos y las tangentes de los ángulos por los mismos ángulos en radianes
cometiendo apenas un 1% de error. De tal aproximación paraxial obtenemos la
Ecuación Fundamental del Dioptrio esférico (aproximación de Gauss), que permite
calcular la distancia imagen s’ en función de s, R y los índices de refracción de
cada medio:
n'/s'-n/s=(n'-n)/R
