Recordemos que gracias a la luz podemos ver todo lo que nos rodea. De hecho, si vemos a las personas y objetos como autos, árboles, casas, etc., no es porque sean fuentes de luz, sino por la luz que llega a ellos del Sol o de una fuente luminosa como un farol o un foco, y que se refleja hacia nuestros ojos.

Los espejos están hechos de vidrio o de acrílico bien pulidos y tienen un recubrimiento metálico en una de sus caras. ¿Qué ocurre cuando un rayo luminoso incide en un espejo plano? La ley de la reflexión de la luz señala que el ángulo de incidencia con el que un rayo luminoso llega a un espejo es el mismo con el que se refleja (figura 1).

Por este comportamiento peculiar de la luz, si nos situamos frente a un espejo plano, vemos una imagen de nuestro cuerpo que pareciera venir de la parte trasera del espejo, del mismo tamaño y a la misma distancia entre nosotros y el espejo. Decimos que es una imagen virtual porque no es posible que esta imagen se encuentre realmente detrás del espejo, ya que éste la taparía.

En la figura 2 se puede apreciar la imagen de lo que se refleja en un espejo plano. Cabe destacar que la imagen es del mismo color del objeto que se refleja, lo que comprueba que la luz no cambia de color al reflejarse. Lo que ocurre en la reflexión de la luz sobre un espejo plano es que la imagen está invertida con respecto al objeto que se refleja. Esto se podría comprobar si la persona que está frente al espejo levanta su brazo derecho. Si nos situáramos detrás del espejo, en donde parece ubicarse la imagen, veríamos que la persona levantó el brazo izquierdo y no el derecho. Por esta razón, en el cofre de las ambulancias se exhibe de forma invertida el letrero que las identifica: , de modo que, visto en el espejo retrovisor de un auto, se lee perfectamente la palabra AMBULANCIA.

Actividad 1

Materiales

• 1 espejo de tocador

• 1 espejo pequeño

Procedimiento

Coloque un espejo de tocador sobre una mesa y recárguelo contra la pared e invite a que sus alumnos se acerquen al espejo apuntando hacia el otro espejo plano pequeño hasta que los dos estén paralelos, uno con respecto al otro.

Los niños advertirán que se producen una infinidad de imágenes debido al reflejo múltiple entre ambos espejos.

Actividad 2

Material

• Caleidoscopios

Procedimiento

Haga que sus alumnos tomen un caleidoscopio, lo apunten hacia una fuente de luz y lo hagan girar mientras ven por uno de sus extremos.

Las divertidas imágenes que se observan al jugar con un caleidoscopio son producto de los tres espejos planos con los que se construyen para formar un prisma triangular. La cara brillante de cada espejo queda dirigida hacia el interior, por lo que se producen muchas imágenes. Generalmente se tapa uno de los extremos del caleidoscopio con papel encerado y se le introducen pequeños objetos, como botones. Al dirigir el caleidoscopio hacia una fuente luminosa, como una vela o una lámpara, y hacerlo girar sobre sí mismo, se generan una gran cantidad de imágenes debido a las múltiples reflexiones que se producen.

Los espejos curvos pueden ser convexos o cóncavos. Los espejos convexos tienen una curvatura hacia atrás, como la superficie exterior de una esfera metálica o el dorso (la parte trasera) de una cuchara metálica. Los rayos de luz que llegan a la superficie del espejo convexo se reflejan hacia atrás y se abren. Cuando un objeto se refleja en un espejo de este tipo, se forma una imagen virtual como si estuviera detrás del espejo. Esta imagen es más pequeña que el objeto y parece como si éste estuviera situado más cerca del espejo de lo que en realidad está.

En los espejos convexos, la visión que se obtiene es más amplia, ya que en la imagen caben más objetos que en los espejos planos; por esta razón, es el tipo de espejos que se utilizan como retrovisores laterales de los automóviles. Por cierto, en estos espejos, los objetos reflejados aparecen más pequeños de lo que son en la realidad y a una distancia menor que aquella a la que se encuentran.

En lo que toca a los espejos cóncavos, su curvatura se forma hacia adentro, como en la parte interior de una cuchara metálica. Los rayos de luz que llegan en una dirección horizontal se reflejan convergiendo en un punto, llamado foco.

En este tipo de espejo, si el objeto se sitúa cerca de él, la imagen que se forma es mayor y está más alejada del espejo que el objeto.

Los espejos cóncavos se utilizan cuando se quiere ampliar parte del objeto que se refleja, como ocurre en los espejos de los salones de belleza o de los consultorios dentales cuando se requiere ampliar una parte del rostro o de la cavidad bucal para propósitos de maquillaje o limpieza.

Actividad 3

Material

• 1 espejo de doble cara (de aumento)

Invite a sus alumnos a observar su rostro con el espejo cóncavo y luego con el espejo plano a fin de que adviertan la diferencia.

Una importante aplicación de los espejos cóncavos son las calaveras y faros de los automóviles y ello se debe a lo siguiente. El perfil de un espejo cóncavo es una parábola, y cuando los rayos de luz llegan de manera horizontal a esta figura geométrica, convergen en un punto llamado foco de la parábola. Cuando se hace girar la parábola alrededor de su eje horizontal, se obtiene una figura en tres dimensiones que se llama paraboloide, que es la forma de las calaveras y faros de muchos automóviles.

La lámpara o fuente luminosa se coloca en el foco del paraboloide, y los rayos se reflejan en forma horizontal hacia afuera, con lo que se obtiene un ancho haz de luz que se proyecta hacia el exterior, iluminando el camino en el caso de los faros o prendiendo las calaveras que se encuentran en la parte trasera del automóvil.

En las calaveras, la luz reflejada se hace pasar por el cuerpo de la calavera de color rojo, dando ese color cuando se encienden. Cabe destacar que, desde el exterior, cuando la calavera está encendida no se ve la imagen del foco que está adentro, sino un gran haz de luz roja, ya que la luz que emerge de la lámpara, situada en el foco del paraboloide, se refleja en muchos rayos luminosos en dirección paralela al eje de la calavera.

En algunos parques de diversiones, existen casas de espejos en las que las personas ven su imagen reflejada de diversas maneras por espejos que en parte son convexos y en parte cóncavos, por lo que unas partes se ven alargadas y otras ensanchadas.

Esperamos que este texto le ayude a comunicar mejor, desde el punto de vista de la física, cómo funcionan los espejos planos y los espejos curvos, sean éstos convexos o cóncavos, que utilizamos en varias tareas de nuestra vida diaria. De esta forma, sus alumnos podrán convencerse de que la ciencia, en este caso la física, está presente en la vida cotidiana y nos ayuda a entender mejor la naturaleza. ♦