Imagen 27. RJHall Creative Commons

En el caso de los espejos, la formación de imágenes es debida a fenómenos de reflexión, en los que como recordarás los rayos incidente y reflejado se encuentran en el mismo plano y además forman similar ángulo con la normal.

Al igual que ocurría en el caso del dioptrio esférico, las imágenes pueden ser reales o virtuales, según se crucen los rayos o bien sus prolongaciones. El proceso para formar la imagen es también similar, debiéndose dibujar al menos tres rayos:

1. Se traza el rayo paralelo al eje desde el objeto hasta el espejo, reflejándose de forma que él o su prolongación pasen por el foco.
2. Se traza el rayo que une el objeto con el centro de curvatura. Este rayo incide siempre perpendicularmente sobre la superficie del espejo.
3. Se traza el rayo que sale del objeto y pasa por el foco y que, tras reflejarse en el espejo, sale paralelo al eje óptico.

El punto donde se cruzan estos tres rayos (o sus prolongaciones) nos muestra la imagen del punto objeto.

En la imagen puedes observar la formación de la imagen en un espejo plano. El objeto (1) emite rayos luminosos (2) que se reflejan en el espejo (3), de forma que el observador (4) ve una imagen de tipo virtual (5).

Para los espejos esféricos es un poco más complicado. Observa en el siguiente applet la formación de imágenes en un espejo esférico. De nuevo puedes distinguir dos configuraciones, en función de si el radio de curvatura es positivo o negativo. Escoge una configuración y desplaza el objeto al igual que hacías en la sección de construcción de imágenes en un dioptrio plano para comprobar la naturaleza de la imagen formada.

¿Eres capaz de encontrar todas las configuraciones posibles para la formación de la imagen?

1) Espejo convexo (R > 0)

La reflexión se produce en el lado exterior del casquete esférico. En este caso la imagen formada es siempre virtual, derecha y disminuida, independientemente de dónde se sitúe el objeto. 

2) Espejo cóncavo (R < 0)

Imagen 28. T. Niermann Creative Commons

La reflexión se produce en el interior del casquete esférico. La imagen formada es función de la posición del objeto:

• Si el objeto está situado antes del centro de curvatura y del foco los rayos convergen entre el centro de curvatura y el foco, dando lugar a una imagen real, invertida y disminuida.
• Si el objeto está situado en el centro de curvatura los rayos convergen en el propio centro de curvatura, dando lugar a una imagen real, invertida y de tamaño natural.
• Si el objeto está situado entre el centro de curvatura y del foco los rayos convergen tras el centro de curvatura, dando lugar a una imagen real, invertida y aumentada.
• Si el objeto está situado en el foco los rayos divergen y no se forma imagen.
• Si el objeto está situado tras el foco las prolongaciones de los rayos convergen tras el espejo, dando lugar a una imagen virtual, derecha y aumentada.

Reproduce ahora en la simulación cada una de estas posibilidades y comprueba que efectivamente así ocurre.

Ahora ya estás en condiciones de trabajar con un simulador óptico más complejo. El entorno en el que se simulan sistemas ópticos se denomina banco óptico y aquí debajo tienes uno de ellos, que te permite determinar el tipo de elemento óptico y sus características, para finalmente encontrar las distancias focales y tamaño y tipo de imagen, entre otras muchas cosas.

En la parte superior puedes escoger el tipo de rayo luminoso que incide sobre el sistema: Una fuente extensa ("Beam") , un objeto ("Object") o una fuente puntual ("Source"). Con el último botón "Clear All" eliminarás todo lo añadido, dejando el banco vacío. Para añadir un elemento sólo tienes que pulsar el botón correspondiente ("Mirror" para un espejo y "Lens" para una lente) y pulsar el botón izquierdo del ratón sobre el banco para colocar un elemento de ese tipo. En este proceso puedes cambiar el tamaño y posición del elemento arrastrando el ratón mientras mantienes pulsado el botón izquierdo.