¿En qué consiste exactamente un espejo? ¿por qué algunos aumentan las figuras y otros las disminuyen o deforman?

Según la Real Academia de la Lengua un espejo es una "Tabla de cristal azogado por la parte posterior, y también de acero u otro material bruñido, para que se reflejen en él los objetos que tenga delante." Esta definición explica la forma, los materiales más comunes de los que están hechos los espejos y su utilidad. Sólo falta, por lo tanto, explicar el funcionamiento.

La luz que nos llega del Sol tiene un espectro continuo, esto quiere decir que emite todos los tipos de luces, desde la luz que se ve hasta los rayos infrarrojos (que dan calor), los rayos Ultra Violetas (que producen el bronceado y las quemaduras en la piel) o los rayos X y gamma (que son muy peligrosos, pero que nuestra atmósfera filtra bastante bien). En el caso de los espejos vamos a simplificarlo sólo a la luz visible. Además vamos a considerar la luz rayos que se mueven en línea recta lo que aunque en ocasiones puede no ser verdad es en realidad una muy buena aproximación. Además vamos a proponer que un rayo siempre que se refleje y no sea absorbido lo va a hacer con el mismo ángulo que con el que incide sobre la superficie respecto a la perpendicular al punto sobre el que incide. Creo que gŕaficamente se entenderá mejor:

Muchos objetos absorben la luz, como es el caso de los objetos negros, por eso se calientan al sol. Otros reflejan parte de la luz y reflejan sólo algunos colores, finalmente algunos objetos reflejan todo el espectro visible de la luz, como los objetos blancos o los espejos. La diferencia entre los objetos en los que se puede ver el reflejo de las cosas (como en un espejo) y las que no (una camiseta o un bloque de granito, donde se ven los colores pero no puedes ver tu reflejo) es la forma de reflejar la luz. Podríamos decir que existe la reflexión especular, típica de las superficies pulidas y la reflexión difusa, típica de las superficies rugosas. En la primera de ellas los rayos de luz se reflejan de forma regular mientras que en las segundas se reflejan de forma caótica, también existen reflexiones que son una mezcla de ambas, ni son totalmente regulares ni son totalmente difusas, estos tipos mixtos son en realidad los más comunes (como la reflexión en una mesa de madera barnizada o un estanque por ejemplo).

Ahora nos vamos a centrar en los espejos. Los espejos que suelen ponerse en las casas encima de los lavabos o en las puertas de los armarios son normalmente completamente planos de forma que reflejan los objetos tal y como son en la realidad pero invertidos, esto ocurre por el siguiente motivo:

1: Un objeto cualquiera. 2: la luz incide sobre el objeto, este objeto refleja parte de esta luz, que incide sobre el espejo que a su vez lo refleja otra vez. 3: La superficie del espejo. 4: Un Ojo que está mirando el espejo. 5: imagen virtual que ve el observador al otro lado del espejo, resultado de prolongar los rayos que el ojo ve hacia dentro del espejo. El resultado es una imagen simétrica pero del mismo tamaño.

Algunos espejos aumentan la imagen (como por ejemplo los que se utilizan para maquillarse) y otros las disminuyen (como los espejos retrovisores de los coches). Nadie duda de la utilidad de que aumenten o disminuyan (en el caso anterior ayudan a maquillarse mejor por ejemplo o aumentar el campo visual para ver más y mejor lo que ocurre detrás de ti). Ahora, ¿cómo se consigue este efecto? Muy sencillo, el mejor ejemplo es la cuchara. Por una lado es cóncava y por el otro convexa. Los espejos cóncavos y convexos tiene dos puntos claves, uno es el foco que es el punto donde convergen todos los rayos que inciden de forma paralela, o viceversa, el punto desde donde cualquier rayo emitido al reflejarse en el espejo lo hará de forma paralela. Otro punto clave es el centro de curvatura del espejo que es el centro de la esfera que contiene a ese espejo.

Cuando nos miramos en una cuchara por el lado cóncavo nos damos cuenta de que la imagen se ve invertida, es decir lo de arriba está abajo y lo de abajo está arriba, a no ser que nos acerquemos mucho entonces se ve la imagen al derecho y agrandada. Los espejos cóncavos pueden formar imágenes reales sobre una pantalla puesto que su foco es real (es decir está a nuestro lado del espejo). Cuando una imagen está detrás del foco (más lejos del espejo que el foco) siempre se obtendrá una imagen real (que se puede poner en una pantalla), invertida y mayor que el objeto si este está por detrás del centro de curvatura, igual si está sobre él o menor si está entre el centro de curvatura -C- y el foco -F-) . Sin embargo si el objeto reflejado está por delante del foco (más cerca del espejo que el foco). Todo esto es más sencillo de entender gráficamente:

Por la contra un espejo convexo siempre formará imágenes virtuales, al derecho y menores que la original. Estos son los espejos retrovisores de los coches:Para finalizar es fácil imaginar que si con espejos cóncavos y convexos se puede conseguir esto combinado en un mismo espejo convexidades y concavidades se verá nuestra imagen aumentada en algunos punto y disminuida en otros, es decir, deformada.

Las imágenes GIF proceden de: http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/OptGeometrica/index.htm