Quais são as características das imagens formadas pela reflexão regular da luz por espelhos planos?

Espelhos planos são aqueles nos quais a superfície de reflexão é totalmente plana. Por isso, a formação de imagens é distinta da formação de imagens em espelhos esféricos. Neste post você aprenderá mais sobre esse tema. Confira!

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O que é espelho plano

Espelhos planos são superfícies que proporcionam a reflexão regular da luz. Com isso, as imagens formadas por esses espelhos são virtuais. Ou seja, as imagens são formadas pelos prolongamentos dos raios. Dessa forma, elas são formadas atrás do espelho.

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Formação de imagem em espelhos planos

A formação de imagens no espelho plano acontece quando há o cruzamento de raios de luz. Assim, tais imagens são virtuais, direitas e enantiomorfas.

As imagens formadas por um espelho plano estão à mesma distância do espelho que o objeto. Ou seja, se o objeto está a 3 m do espelho, sua imagem também estará a 3 m. Dessa forma, a distância entre o objeto e a imagem é 6 m.

As imagens em um espelho plano são distintas das imagens formadas em espelhos esféricos. Assim, veja as características das imagens no espelho plano:

• Virtual: as imagens são formadas pelo encontro do prolongamento de dois raios. Além disso, elas não podem ser projetadas.
• Direita: as imagens têm a mesma orientação vertical dos objetos.
• Do mesmo tamanho: o tamanho da imagem e do objeto é o mesmo.
• Enantiomorfa: as imagens são invertidas horizontalmente. Por isso, as ambulâncias possuem a escrita invertida, para que a leitura seja facilitada quando os motoristas observam os veículos pelo espelho retrovisor.

Tais características fazem o espelho plano ser aplicado em diversas situações do nosso cotidiano. Desde provadores de roupas até espelhos retrovisores.

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Translação de espelhos planos

A translação de espelhos planos acontece quando eles se movimentam em relação ao objeto. Dessa maneira, devido às características da formação de imagens, a translação dos espelhos planos acontece de maneira simples. Logo, se a o objeto se afasta em relação ao espelho, a imagem percorrerá a mesma distância. Por exemplo, se o objeto se aproxima 1 m do espelho, a imagem também se aproxima 1 m.

O mesmo raciocínio pode ser aplicado à velocidade de translação. A velocidade relativa entre o objeto e a imagem é o dobro da velocidade do objeto. Dessa forma, a velocidade da imagem será igual à velocidade do objeto.

Associação de espelhos planos

Quando dois espelhos planos são alinhados formando um ângulo, é possível calcular o número de imagens formadas. Dessa forma, o número de imagens aumentará conforme o ângulo entre os espelhos for diminuindo. Matematicamente:

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• N: Número de imagens.
• α: ângulo entre cada espelho

Note que, no caso limite que os espelhos estão paralelos entre si, o número de imagens é infinito. Ou seja, se α = 0, há uma indeterminação matemática e o número de imagens será infinito.

Vídeos sobre espelhos planos

Veja alguns vídeos que selecionamos para você aprofundar ainda mais seu conhecimento sobre espelhos planos.

Espelhos planos e campo visual

Já parou para pensar como é possível saber o que será visto através do espelho? Esse é o campo visual. Nesse vídeo, o professor Marcelo Boaro explica como encontrar o campo visual em um espelho plano.

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Como as imagens se formam?

Muita gente não consegue entender como a imagem se forma nos diversos tipos de espelhos. Apesar disso, compreender esse processo não é tão complicado como parece. Dessa forma, Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia explica como descobrir as características da imagem em cada tipo de espelho.

Rotação, translação e associação de espelhos planos

O professor Boaro explica como calcular a translação, rotação e translação em um espelho plano. Para isso, ele parte de situações básicas e contempla todas as situações. Ao fim do vídeo, Boaro resolve um exercício de aplicação.

O estudo do espelho plano é um dos campos de estudos da óptica geométrica. Outra situação possível sobre essa área da física são os espelhos esféricos.

Referências

YOUNG, H. D. et al. Física IV – Óptica e Física Moderna. São Paulo: Addison & Wesley. 2016.
SANTOS, J. S. Óptica geométrica – a construção de conceitos através da experimentação. Volta Redonda. 2017. Disponível em: https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/5961/2/JSS-PRODUTO-FINAL.pdf. Acesso em. 09 mar. 2021.

Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

1. [PUC-RJ]

Um objeto está a 10 cm da superfície de um espelho plano. Um observador se posiciona a 40 cm do espelho, e seus olhos se encontram à mesma altura do objeto.

Calcule a distância, em centímetros, entre a imagem do objeto formada pelo espelho e o observador.

a) 20
b) 30
c) 40
d) 50
e) 60

Alternativa correta: D

A partir do que é descrito no exercício, a distância do observador até a imagem será a soma das distâncias do observador até o espelho e, também, do espelho até a imagem.
Assim:

d = 40 cm + 10 cm = 50 cm.

2. [IFPE]

Um home está parado a 2 m diante de um espelho plano vertical. Afastando 3 m do espelho do ponto onde se encontrava, a distância que passa a separar a primeira imagem da segunda imagem mede:

a) 3 m.
b) 4 m.
c) 5 m.
d) 6 m.
e) 9 m.

Alternativa correta: D

O espelho se afastou do homem em 3 m. Dessa forma, a imagem se afasta 6 m em relação à imagem original.