Costruzione immagine specchio piano
Per comprendere la “costruzione immagine specchio piano” cioè come si effettua la costruzione di un’immagine puntiforme o con dimensione in uno specchio piano, accenniamo prima a come il nostro occhio vede gli oggetti. Quando la luce colpisce un oggetto, ogni suo punto si comporta come una sorgente luminosa che invia dei raggi in tutte le direzioni. Quando questi raggi entrano nei nostri occhi, vengono focalizzati sulla nostra retina e possiamo vedere l’oggetto. Ad ogni punto dell’oggetto che riflette un raggio nei nostri occhi corrisponde un punto sulla nostra retina
Un giorno un amico che non aveva studiato molto la Fisica mi invitò a casa sua a prendere un caffè. Accidentalmente andai a finire su uno specchio enorme ed il mio amico mi disse di stare attento perché era costato tanto, circa € 300. Incuriosito da questo grande specchio gli chiesi: “come mai l’hai preso così grande”? Lui mi rispose che l’aveva comprato nel negozio …. e che era uno specchio di 2,20 m. L’aveva comprato così grande perché essendo alto 1,80 m voleva essere sicuro di riuscire a specchiarsi completamente (dalle scarpe ai capelli). Trattenni a stento la risata ma il mio amico intuì qualcosa e mi chiese che specchio avessi io. Allora gli risposi che io ero alto quasi come lui e che avevo comprato lo specchio nello stesso negozio ma l’avevo pagato soltanto € 50. Allora mi chiese “come hai fatto a pagarlo così poco? Era uno specchio in super offerta o scheggiato?” Allora con un piccolo sorriso gli risposi: “no, ho semplicemente fatto due conti prima di andarlo a comprare ed ho capito che per specchiarmi è sufficiente comprare uno specchio di circa 0,90 m; la misura che ho trovato in negozio era di 1 m a un prezzo di € 50 ed ho preso quello”. Studiando un po’ di Fisica ho risparmiato € 250. Da qui nasce la mia convinzione che lo studio della Fisica prima o poi ripaga anche in termini economici. Alla fine dell’articolo impareremo a fare due conti sulla dimensione dello specchio da acquistare.
Costruzione immagine specchio piano di un oggetto puntiforme
Consideriamo uno specchio piano e un oggetto (sorgente) puntiforme S
Per essere visibile ai nostri occhi, il raggio proveniente da S deve colpire i nostri occhi tramite lo specchio e la legge di riflessione che abbiamo già visto nell’artico sulla riflessione totale:
I nostri occhi però sono abituati a vedere raggi rettilinei e non i raggi riflessi e quindi si illude che il raggio sia rettilineo e non proveniente dalla riflessione e vede l’oggetto dietro lo specchio nel punto S’:
L’oggetto S visto nel punto S’ è detto immagine.
In conclusione la costruzione di un oggetto puntiforme in uno specchio piano avviene in questo modo:
- si prolunga il segmento da SA oltre lo specchio in modo che SA sia congruente a S’A;
- si unisce S’ con l’occhio e si trova il punto B;
- si unisce il punto B con S.
Costruzione immagine specchio piano di un oggetto non puntiforme
Consideriamo uno specchio ed una matita posizionate nel punto S:
Per essere visibile ai nostri occhi, i raggi provenienti dalla matita devono colpirli:
I nostri occhi però sono abituati a vedere raggi rettilinei e non raggi riflessi e quindi la nostra mente si illude che il raggio sia rettilineo e non proveniente dalla riflessione e vede l’oggetto dietro lo specchio nella posizione S’.
In conclusione la costruzione di un oggetto in uno specchio piano avviene in questo modo:
- si prolunga il segmento da SA oltre lo specchio in modo che SA sia congruente a S’A;
- si disegna l’oggetto nel punto S’ delle stesse dimensioni dell’oggetto in S;
- si unisce S’ con l’occhio e si trova il punto B, si unisce la punta dell’oggetto con il nostro occhio e si trova il punto C;
- si unisce il punto B con S e il punto C con la punta del nostro oggetto.
Caratteristiche dell’immagine prodotta da uno specchio piano
L’immagine che abbiamo indicato con S’ nella figura precedente prodotta da uno specchio piano:
- è virtuale (immagine non esiste nella realtà ma si forma sul prolungamento dei raggi riflessi)
- è diritta
- ha le stesse dimensioni dell’oggetto reale
- ha la stessa distanza dallo specchio sorgente.
Qual è la dimensione dello specchio da acquistare?
Supponiamo di essere alti 1,80 m e supponiamo che la distanza dei nostri occhi dalla sommità della testa (in poche parole l’altezza della nostra fronte) sia di 0,1 m e di volerci specchiare in maniera competa (dalla testa ai piedi):
Quindi se l’altezza dei miei occhi da terra è 1,70 m, essendo l’angolo del raggio incidente e di quello riflesso congruenti (uguali), la parte più bassa dello specchio deve essere a 1,70/2 = 0,85 m da terra.
Poichè la distanza dei miei occhi dai capelli è di 10 cm, la parte più alta dello specchio deve terminare a 10/2 = 5 cm dai miei occhi e quindi a 1,75 m da terra.
Perciò lo specchio che complessivamente mi serve deve essere alto 1,75 — 0,85 = 0,90 m e deve essere appeso ad un’altezza di 1,75 m da terra.
