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Imágenes reales y espejos parabólicos

Transcripción del video

en este vídeo quiero presentarles un tipo especial de espejos llamado espejo espejo árbol y co lo genial de estos espejos y voy a dibujar una sección transversal de este tipo de espejos si ustedes ya habían álgebra van a saber que la sección transversal es una parábola dibujamos esta parábola aquí y no voy a describir la matemática involucrada solo les daré la idea general voy a dibujar el eje principal de esta parábola y les recuerdo que esto es un corte transversal si nosotros pudiéramos ver el espejo completo sería más o menos así una una abertura y aquí es como un tazón pero con forma de parábola lo genial de los espejos parabólicos es que al tener rayos de luz que entran de manera paralela al eje principal por ejemplo tengo aquí un rayo de luz que va aquí para el eje principal llega a que el espejo y el momento de tocar va a ser reflejado de esta manera va a caer más o menos aquí y en un momento les voy a decir cuál es lo genial de esto vamos a dibujar otro rayo de luz paralelo a este eje principal así y va a rebotar así dibujamos otro rayo ahora viene por acá sigue siendo paralelo al eje se refleja así lo genial de esto es que cualquier rayo incidente que sea paralelo a este eje no importa como venga o de donde caiga siempre y cuando sea paralelo se va a reflejar y va a llegar a este punto de acá que le llamamos foco de la parábola este es el foco de esta parábola imaginen que quieren capturar el calor del sol y tratar de concentrar lo en un solo punto ustedes pueden ir a la mitad del desierto y de hecho existen personas que hacen esto en la realidad y toman un espejo parabólico y lo dirigen hacia donde se encuentra el sol el sol se encuentra tan lejos que sus rayos de luz y calor para cuando alcanzan la superficie de la tierra llegan de forma paralela así que estos son los rayos del sol y lo genial es que si estos rayos caen paralelos al eje de esta parábola pues se van a reflejar hacia el foco este radio de aquí se va a reflejar acá este radio de acá va a caer se refleja aquí este rayo cae acá se refleja acá por lo que toda la energía será reflejada y concentrada en un solo punto como en este ejemplo podríamos usar toda esta energía para lo mejor hervir agua o cocinar algo es una forma algo geek de construir una estufa o quizá ustedes quieran disipar energía y emitirla con rayos paralelos imaginen que tenemos el faro de un coche si yo dibujara un auto voy a hacer mi mejor esfuerzo por dibujar algo parecido a un auto esta es la ventanilla donde están los pasajeros aquí está la parte del frente esta es la defensa aquí va la llanta etc y pueden imaginar algo muy curioso pero imaginen que aquí adelante tengo una bombilla un foco de luz que va a estar encendido y va a estar irradiando luz en todas direcciones y en este caso aparte de deslumbrar al conductor pues vamos a tener mucho desperdicio de energía ya que la mayoría de la luz va a iluminar otras partes que no me interesa a mí me interesa que esta luz ilumine el camino por dónde va a pasar el auto como podemos dirigir la luz pues usando espejos parabólicos voy a reemplazar este foco que no está muy bonito de acá y voy a dibujar un espejo parabólico un poco más grande de lo que sería en realidad pero para que nos quede claro qué es lo que va a pasar entonces voy a dibujar aquí un espejo parabólico en el punto focal de esta parábola voy a dibujar un foco un foco de luz qué va a ocurrir bueno este foco va a irradiar luz en todas direcciones los rayos de luz que vayan hacia esta parte me van a ser útiles porque están iluminando lo que a mí me interesa el camino del auto pero todos aquellos rayos de luz que están iluminando en otras direcciones lo genial de este espejo parabólico es que van a ser reflejados de manera paralela al eje principal de esta parábola todos estos rayos de luz serán enviados hacia adelante paralelamente al eje principal de manera que toda esta luz me va a ser útil para iluminar el camino de este auto otra cosa interesante de los espejos parabólicos es que forman imágenes reales en el vídeo anterior hablamos sobre el concepto de imagen virtual en donde daba la impresión de que existe algo dentro del espejo pero son solo los rayos de luz reflejados que nuestro cerebro hace converger hacia un punto pero en realidad no existe el objeto en ese lugar su luz simplemente fue reflejada voy a hacer algo de espacio aquí porque voy a dibujar un gran espejo parabólico así más o menos con su eje principal que vamos a ver de perfil y pongo unos puntos interesantes voy a dibujar aquí el punto focal este que lo llamo efe el foco el punto focal de esta parábola y también voy a dibujar un punto que se llama el centro de curvatura este lo pongo acá se llama ce centro de curvatura y un dato interesante es que este centro de curvatura va a estar al doble de distancia que el punto focal si de aquí a acá yo llamo a esta distancia efe voy a tener otra cantidad igual de distancia aquí otra efe entre comillas entonces se encuentra en mi centro de curvatura y esto se mide a partir del vértice o del punto mínimo de esta parábola lo que quiero hacer es poner un objeto en frente de este espejo y ver qué sucede vamos a ir con la convención de que los objetos se dibujan como flechas y la punta de la flecha indica en donde termina el objeto este es un objeto no un rayo de luz este objeto va a ser iluminado por una fuente de luz que no sabemos dónde está y va a reflejar dicha luz de manera difusa es decir este objeto no es algo brilloso voy a elegir un punto de esta imagen para que emita luz de manera radial y ver qué sucede con estos rayos como recomendación siempre que tengamos diagramas con espejos parabólicos siempre es bueno dibujar un rayo que vaya paralelo al eje principal y otro rayo que pase por el foco por supuesto estos son solo dos rayos de los millones de rayos de luz que puede estar emitiendo está reflejando en cada uno de estos puntos del objeto hacemos esto para comprender cómo se verá la imagen de este objeto así que dibujamos aquí desde este punto vamos a dibujar un rayo que va a ser paralelo al eje principal más o menos así que sabemos que cuando se refleje va a pasar por el foco así más o menos ahora voy a dibujar otro rayo de luz que sale de la misma fuente vamos a ponerle el otro colorcito un rosita y ahora este rayo de luz va a salir y ahora va a pasar por el punto focal va a rebotar y sabemos que este va a rebotar de manera paralela a este eje principal que está pasando aquí ambos rayos fueron emitidos desde el mismo punto en este objeto flecha van a emitir luz radialmente hacia afuera y se va a reflejar en este espejo parabólico y aunque van a reflejarse de manera diferente van a converger en un mismo punto si hacemos esto con todos los puntos de la flecha como por ejemplo en esta base este rayo bueno va a ir ahora así que sobre el eje principal y va a rebotar aquí de manera que va a quedar en esta zona si hacemos esto para todos los rayos de luz que son emitidos difusamente y radialmente por este objeto nos va a quedar que en este punto de acá va a haber un reflejo una imagen del objeto si aquí pusiéramos una pantalla no sé a lo mejor una lona blanca o un muro justo aquí aquí pusiéramos una pantalla pantalla y esta imagen fuera reflejada en esta pantalla a esta imagen la llamaríamos imagen real está estar acá sería una imagen real imagen real entre comillas si la comparamos con la imagen virtual esta es una imagen que parece que viene de cierto lugar pero que no es así solo luce como se divirtiera de ese punto pero solo en la luz que fue reflejada en cambio una imagen real va a ser una imagen que puede ser proyectada que al chocar contra la pantalla va a difundir luz de la misma manera que lo haría el objeto real en la pantalla veremos a este objeto espero que esto les haya sido útil y hablaremos más sobre espejos parabólicos en el siguiente vídeo