"Objetos no espelho são ..." na verdade, imagens no espelho

Você já se olhou no espelho e imaginou que há um mundo inteiro do outro lado do vidro, com uma outra versão de você? Você sabia que há todo um mundo “virtual” do outro lado de um espelho?

Digamos que você tenha um carrinho de brinquedo que está parado na frente de um espelho comum de banheiro. A distância entre o carrinho e o espelho é chamada de distância do objeto e é sempre positiva. Se você olhar para a imagem do carrinho no espelho, vai parecer que ele está a mesma distância atrás do espelho que está o carrinho de verdade na frente do espelho, na mesma altitude. Ele também vai parecer ter o mesmo tamanho do carrinho real. A imagem do carrinho faz parecer que ele está atrás do espelho (e a luz que vemos não emerge diretamente da imagem), assim, dizemos que a imagem é virtual e está de cabeça para cima, e que a distância da imagem é negativa.

Os espelhos convexos que têm a forma de parte de uma esfera ou círculo, assim como os espelhos planos, sempre têm uma imagem virtual: a imagem sempre parece estar do outro lado do espelho e a distância da imagem é sempre negativa. Os raios de luz que vêm de muito longe na direção do espelho são essencialmente paralelos, mas, quando eles atingem o espelho, são refletidos em todas as direções. Contudo, se os seguirmos de volta para o espelho, haverá um ponto focal virtual do outro lado deste. Toda a configuração se parece um pouco com isto:

No esboço, marcamos a localização em que os raios de luz convergem como o ponto focal, e indicamos que ele não está no mesmo lugar que o centro do espelho circular. Podemos ver que os raios de luz que vêm de muito longe, depois de refletidos, parecem estar vindo do ponto focal virtual atrás do espelho. Podemos usar esse ponto focal para descobrir como seria a imagem de um objeto refletido.

A imagem é virtual, porque ela está atrás do espelho, e está de cabeça para cima.

Assim como os espelhos convexos esféricos, os espelhos côncavos esféricos têm um foco. Se o objeto estiver mais próximo do espelho do que o ponto focal, a imagem será virtual, assim como comentamos anteriormente que acontece com o espelho plano e com o espelho convexo.

Os espelhos côncavos, por outro lado, podem ter imagens reais. Se o objeto estiver mais distante do espelho do que o ponto focal, a imagem será real e estará de cabeça para baixo---o que significa que a imagem aparece do mesmo lado do espelho que o objeto.

Quanto mais o objeto se aproximar do ponto focal (sem ultrapassá-lo), maior será sua imagem.

Você pode experimentar isso olhando para o lado côncavo de uma colher brilhante. Se você olhar para a colher segurando-a a um braço de distância, você vai ver uma imagem extremamente ampliada e de cabeça para baixo do seu rosto. Mas, conforme você trouxer a colher para mais perto dos seus olhos, a imagem vai se tornar cada vez maior.

Para ajudar motoristas a enxergar melhor as curvas em cruzamentos, os espelhos retrovisores usam espelhos convexos, portanto a imagem sempre será virtual e estará de cabeça para cima, mas menor do que a imagem real para os motoristas poderem enxergar uma porção maior da via do que normalmente conseguiriam. Contudo, um efeito colateral desse campo de visão expandido é que as distâncias virtuais são comprimidas, daí a origem da famosa frase “os objetos no espelho estão mais próximos do que parecem”.