Espelho - Mirror

Um espelho refletindo um vaso
Um primeiro espelho de superfície revestido com alumínio e reforçado com revestimentos dielétricos . O ângulo da luz incidente (representado tanto pela luz no espelho quanto pela sombra atrás dele) corresponde ao ângulo exato de reflexão (a luz refletida brilhando na mesa).
Espelho acústico de 4,5 metros (15 pés) de altura próximo a Kilnsea Grange, East Yorkshire, Reino Unido, da Primeira Guerra Mundial . O espelho ampliou o som de Zeppelins inimigos se aproximando para um microfone colocado no ponto focal .

Um espelho é um objeto que reflete uma imagem . A luz que é refletida em um espelho mostrará uma imagem de tudo o que está à sua frente, quando focada através da lente do olho ou de uma câmera. Os espelhos invertem a direção da imagem em um ângulo igual, porém oposto, do qual a luz incide sobre ela. Isso permite que o observador veja a si mesmo ou os objetos atrás deles, ou mesmo objetos que estão em um ângulo em relação a eles, mas fora de seu campo de visão, como em uma esquina. Os espelhos naturais existem desde os tempos pré-históricos, como a superfície da água, mas há milhares de anos as pessoas fabricam espelhos com uma variedade de materiais, como pedra, metais e vidro. Nos espelhos modernos, metais como prata ou alumínio são freqüentemente usados ​​devido à sua alta refletividade , aplicados como uma fina camada de vidro por causa de sua superfície naturalmente lisa e muito dura .

Um espelho é um refletor de onda . A luz consiste em ondas e, quando as ondas de luz refletem na superfície plana de um espelho, essas ondas retêm o mesmo grau de curvatura e vergência , em uma direção igual, porém oposta, que as ondas originais. Isso permite que as ondas formem uma imagem quando são focalizadas por uma lente, como se as ondas tivessem se originado na direção do espelho. A luz também pode ser retratada como raios (linhas imaginárias que irradiam da fonte de luz, que são sempre perpendiculares às ondas). Esses raios são refletidos em um ângulo igual, porém oposto, do qual atingem o espelho (luz incidente). Essa propriedade, chamada de reflexão especular , distingue um espelho de objetos que difundem luz, quebrando a onda e espalhando-a em várias direções (como tinta branca plana). Assim, um espelho pode ser qualquer superfície em que a textura ou aspereza da superfície seja menor (mais lisa) do que o comprimento de onda das ondas.

Ao se olhar no espelho, verá uma imagem espelhada ou imagem refletida de objetos no ambiente, formada pela luz emitida ou espalhada por eles e refletida pelo espelho em direção aos olhos. Esse efeito dá a ilusão de que esses objetos estão atrás do espelho ou (às vezes) na frente dele . Quando a superfície não é plana, um espelho pode se comportar como uma lente refletora . Um espelho plano produzirá uma imagem não distorcida de aparência real, enquanto um espelho curvo pode distorcer, ampliar ou reduzir a imagem de várias maneiras, enquanto mantém as linhas, contraste , nitidez , cores e outras propriedades da imagem intactas.

Um espelho é comumente usado para se inspecionar, como durante a higiene pessoal ; daí o nome antiquado espelho . Este uso, que data da pré-história, se sobrepõe a usos em decoração e arquitetura . Os espelhos também são usados ​​para visualizar outros itens que não são diretamente visíveis devido a obstruções; exemplos incluem espelhos retrovisores em veículos, espelhos de segurança dentro ou ao redor de edifícios e espelhos de dentista . Os espelhos também são usados ​​em aparelhos ópticos e científicos, como telescópios , lasers , câmeras , periscópios e máquinas industriais.

Os termos "espelho" e "refletor" podem ser usados ​​para objetos que refletem qualquer outro tipo de onda. Um espelho acústico reflete as ondas sonoras. Objetos como paredes, tetos ou formações rochosas naturais podem produzir ecos , e essa tendência geralmente se torna um problema na engenharia acústica ao projetar casas, auditórios ou estúdios de gravação. Os espelhos acústicos podem ser usados ​​para aplicações como microfones parabólicos , estudos atmosféricos , sonar e mapeamento do fundo do mar . Um espelho atômico reflete ondas de matéria e pode ser usado para interferometria atômica e holografia atômica .

História

À esquerda: espelho de bronze, Novo Reino do Egito , Décima Oitava Dinastia , 1540–1296 aC, Museu de Arte de Cleveland (EUA)
À direita: mulher sentada segurando um espelho; Lekythos de figuras vermelhas áticas da Grécia Antiga pelo Pintor Sabouroff , c. 470–460 a.C., Museu Nacional de Arqueologia, Atenas (Grécia)
Afresco romano de uma mulher arrumando o cabelo usando um espelho, de Stabiae , Itália, século 1 DC
'Adornando-se', detalhe de 'Advertências da Instrutora às Damas do Palácio', cópia da dinastia Tang de um original do pintor chinês Gu Kaizhi , c. 344-405 DC
Uma escultura de uma senhora olhando em um espelho, de Halebidu , Índia , século 12

Pré-história

Os primeiros espelhos usados ​​por humanos eram provavelmente poças de água escura e parada, ou água coletada em algum tipo de recipiente primitivo. Os requisitos para fazer um bom espelho são uma superfície com um grau muito alto de nivelamento (de preferência, mas não necessariamente com alta refletividade ) e uma rugosidade superficial menor que o comprimento de onda da luz.

Os primeiros espelhos manufaturados eram pedaços de pedra polida, como obsidiana , um vidro vulcânico que ocorre naturalmente . Exemplos de espelhos de obsidiana encontrados na Anatólia (atual Turquia) foram datados por volta de 6.000 aC. Espelhos de cobre polido foram feitos na Mesopotâmia a partir de 4000 aC e no antigo Egito por volta de 3000 aC. Os espelhos de pedra polida da América Central e do Sul datam de cerca de 2.000 aC em diante.

Idade do Bronze ao início da Idade Média

Na Idade do Bronze, a maioria das culturas usava espelhos feitos de discos polidos de bronze , cobre , prata ou outros metais. O povo de Kerma, na Núbia, era hábil na fabricação de espelhos. Restos de seus fornos de bronze foram encontrados dentro do templo de Kerma. Na China, os espelhos de bronze foram fabricados por volta de 2.000 aC, sendo alguns dos primeiros exemplos de bronze e cobre produzidos pela cultura Qijia . Esses espelhos de metal permaneceram a norma até a Antiguidade Greco-Romana e por toda a Idade Média na Europa . Durante o Império Romano, os espelhos de prata eram amplamente usados, mesmo por servas.

O metal espéculo é uma liga altamente refletiva de cobre e estanho que era usada para espelhos até alguns séculos atrás. Esses espelhos podem ter se originado na China e na Índia. Espelhos de metal espéculo ou qualquer metal precioso eram difíceis de produzir e só pertenciam aos ricos.

Os espelhos de metal comuns manchados e exigiam polimento frequente. Os espelhos de bronze tinham baixa refletividade e baixa reprodução de cores , e os espelhos de pedra eram muito piores nesse aspecto. Esses defeitos explicam a referência do Novo Testamento em 1 Coríntios 13 a ver "como em um espelho, obscuramente".

O filósofo grego Sócrates , de fama de " conheça a si mesmo ", exortava os jovens a se olharem no espelho para que, se fossem bonitos, se tornassem dignos de sua beleza, e se fossem feios, soubessem como esconder sua desgraça por meio do aprendizado.

O vidro começou a ser usado para espelhos no século I dC , com o desenvolvimento do vidro de cal sodada e o sopro do vidro . O estudioso romano Plínio, o Velho, afirma que os artesãos em Sidon (atual Líbano ) estavam produzindo espelhos de vidro revestidos com chumbo ou folha de ouro na parte de trás. O metal forneceu boa refletividade e o vidro forneceu uma superfície lisa e protegeu o metal de arranhões e manchas. No entanto, não há evidências arqueológicas de espelhos de vidro antes do século III.

Esses primeiros espelhos de vidro foram feitos soprando uma bolha de vidro e, em seguida, cortando uma pequena seção circular de 10 a 20 cm de diâmetro. Sua superfície era côncava ou convexa e as imperfeições tendiam a distorcer a imagem. Os espelhos revestidos de chumbo eram muito finos para evitar rachaduras pelo calor do metal fundido. Devido à sua baixa qualidade, alto custo e tamanho pequeno, os espelhos de metal sólido, principalmente de aço, permaneceram em uso comum até o final do século XIX.

Os espelhos de metal revestidos de prata foram desenvolvidos na China já em 500 CE. O metal descoberto foi coberto com um amálgama e então aquecido até o mercúrio ferver.

Idade Média e Renascimento

Espelho com fundo laqueado incrustado com 4 fênix segurando fitas na boca. Dinastia Tang. Xi oriental; uma cidade

A evolução dos espelhos de vidro na Idade Média acompanhou os avanços na tecnologia de fabricação de vidro . Os fabricantes de vidro na França fizeram placas de vidro planas soprando bolhas de vidro, girando-as rapidamente para achatá-las e cortando retângulos delas. Um método melhor, desenvolvido na Alemanha e aperfeiçoado em Veneza no século 16, era soprar um cilindro de vidro, cortar as pontas, cortá-lo ao longo de seu comprimento e desenrolá-lo em uma chapa quente. Os vidreiros venezianos também adotaram o vidro de chumbo para os espelhos, devido à sua clareza cristalina e facilidade de manuseio. Por volta do século 11, os espelhos de vidro eram produzidos na Espanha mourisca .

Durante o início do Renascimento europeu , uma técnica de douramento ao fogo foi desenvolvida para produzir um revestimento de estanho uniforme e altamente refletivo para espelhos de vidro. A parte de trás do vidro foi revestida com um amálgama de estanho-mercúrio, e o mercúrio foi então evaporado com o aquecimento da peça. Esse processo causava menos choque térmico no vidro do que o método mais antigo de chumbo derretido. A data e o local da descoberta são desconhecidos, mas no século 16 Veneza era um centro de produção de espelhos usando essa técnica. Esses espelhos venezianos tinham até 100 cm de lado.

Por um século, Veneza manteve o monopólio da técnica de amálgama de estanho. Os espelhos venezianos em molduras ricamente decoradas serviam como decorações de luxo para palácios em toda a Europa e eram muito caros. Por exemplo, no final do século XVII, consta que a Condessa de Fiesque trocou uma fazenda de trigo inteira por um espelho, considerando-o uma pechincha. No entanto, no final daquele século, o segredo vazou para a espionagem industrial. As oficinas francesas tiveram sucesso na industrialização em grande escala do processo, eventualmente tornando os espelhos acessíveis às massas, apesar da toxicidade do vapor de mercúrio.

Revolução Industrial

A invenção da máquina de fitas no final da Revolução Industrial permitiu que os modernos painéis de vidro fossem produzidos a granel. A fábrica da Saint-Gobain , fundada por iniciativa real na França, era um fabricante importante, e os vidros da Boêmia e da Alemanha, muitas vezes bem mais baratos, também eram importantes.

A invenção do espelho de vidro prateado é creditada ao químico alemão Justus von Liebig em 1835. Seu processo de deposição úmida envolveu a deposição de uma fina camada de prata metálica no vidro por meio da redução química do nitrato de prata . Este processo de prateamento foi adaptado para fabricação em massa e levou a uma maior disponibilidade de espelhos a preços acessíveis.

Tecnologias contemporâneas

Atualmente, os espelhos são frequentemente produzidos pela deposição úmida de prata, ou às vezes níquel ou cromo (o último usado com mais frequência em espelhos automotivos) por meio de galvanoplastia diretamente no substrato de vidro.

Os espelhos de vidro para instrumentos ópticos são geralmente produzidos por métodos de deposição a vácuo . Essas técnicas podem ser atribuídas a observações nas décadas de 1920 e 1930 de que o metal estava sendo ejetado dos eletrodos em lâmpadas de descarga de gás e condensado nas paredes de vidro formando um revestimento semelhante a um espelho. O fenômeno, chamado sputtering , foi desenvolvido em um método de revestimento de metal industrial com o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores na década de 1970.

Fenômeno semelhante foi observado com lâmpadas incandescentes : o metal do filamento quente lentamente sublimava e condensava nas paredes da lâmpada. Este fenômeno foi desenvolvido no método de revestimento por evaporação por Pohl e Pringsheim em 1912. John D. Strong usou o revestimento por evaporação para fazer os primeiros espelhos telescópicos revestidos de alumínio na década de 1930. O primeiro espelho dielétrico foi criado em 1937 por Auwarter usando ródio evaporado .

O revestimento metálico dos espelhos de vidro é geralmente protegido contra abrasão e corrosão por uma camada de tinta aplicada sobre ele. Os espelhos para instrumentos ópticos geralmente têm a camada de metal na face frontal, de modo que a luz não precisa cruzar o vidro duas vezes. Nestes espelhos, o metal pode ser protegido por um fino revestimento transparente de um material não metálico ( dielétrico ). O primeiro espelho metálico a ser aprimorado com um revestimento dielétrico de dióxido de silício foi criado por Hass em 1937. Em 1939, na empresa Schott Glass , Walter Geffcken inventou os primeiros espelhos dielétricos a usar revestimentos multicamadas.

Espelhos queimando

Os gregos da Antiguidade Clássica estavam familiarizados com o uso de espelhos para concentrar a luz. Os espelhos parabólicos foram descritos e estudados pelo matemático Diocles em seu trabalho On Burning Mirrors . Ptolomeu conduziu uma série de experimentos com espelhos curvos de ferro polido e discutiu espelhos planos, esféricos convexos e esféricos côncavos em sua Óptica .

Os espelhos parabólicos também foram descritos pelo matemático califado Ibn Sahl no século X. O estudioso Ibn al-Haytham discutiu espelhos côncavos e convexos em geometrias cilíndricas e esféricas , realizou uma série de experimentos com espelhos e resolveu o problema de encontrar o ponto em um espelho convexo no qual um raio vindo de um ponto é refletido para outro ponto.

Tipos de espelhos

Um espelho curvo no museu Universum na Cidade do México. A imagem se divide entre as curvas convexas e côncavas.
Um grande espelho convexo. Distorções na imagem aumentam com a distância de visualização.

Os espelhos podem ser classificados de várias maneiras; incluindo por forma, suporte e materiais reflexivos, métodos de fabricação e aplicação pretendida.

Por forma

As formas típicas de espelho são planas , convexas e côncavas .

A superfície dos espelhos curvos costuma fazer parte de uma esfera . Os espelhos que se destinam a concentrar precisamente os raios de luz paralelos em um ponto são geralmente feitos na forma de um parabolóide de revolução ; eles são usados ​​em telescópios (de ondas de rádio a raios X), em antenas para se comunicar com satélites de transmissão e em fornos solares . Um espelho segmentado , consistindo de vários espelhos planos ou curvos, devidamente colocados e orientados, pode ser usado em seu lugar.

Os espelhos que se destinam a concentrar a luz do sol em um tubo longo podem ser um cilindro circular ou um cilindro parabólico .

Por material estrutural

O material estrutural mais comum para espelhos é o vidro, devido à sua transparência, facilidade de fabricação, rigidez, dureza e capacidade de obter acabamento liso.

Espelhos prateados de volta

Os espelhos mais comuns consistem em uma placa de vidro transparente, com uma fina camada reflexiva na parte traseira (o lado oposto à luz incidente e refletida) apoiada por um revestimento que protege essa camada contra abrasão, mancha e corrosão . O vidro é geralmente vidro soda-cal, mas vidro de chumbo pode ser usado para efeitos decorativos e outros materiais transparentes podem ser usados ​​para aplicações específicas.

Uma placa de plástico transparente pode ser usada em vez de vidro, para menor peso ou resistência ao impacto. Alternativamente, um filme plástico transparente flexível pode ser colado à superfície frontal e / ou posterior do espelho, para evitar lesões no caso de o espelho se quebrar. Letras ou desenhos decorativos podem ser impressos na face frontal do vidro ou formados na camada reflexiva. A superfície frontal pode ter um revestimento anti-reflexo .

Espelhos prateados frontais

Os espelhos que são refletivos na superfície frontal (o mesmo lado da luz incidente e refletida) podem ser feitos de qualquer material rígido. O material de suporte não precisa necessariamente ser transparente, mas os espelhos telescópicos costumam usar vidro de qualquer maneira. Freqüentemente, uma camada protetora transparente é adicionada no topo da camada refletora, para protegê-la contra abrasão, manchas e corrosão, ou para absorver certos comprimentos de onda.

Espelhos flexíveis

Às vezes, espelhos finos e flexíveis de plástico são usados ​​para segurança, pois não podem se estilhaçar ou produzir lascas pontiagudas. Seu nivelamento é obtido esticando-os em uma estrutura rígida. Geralmente consistem em uma camada de alumínio evaporado entre duas camadas finas de plástico transparente.

Por material reflexivo

Uma pilha de espelhos dielétricos funciona com base no princípio da interferência de película fina . Cada camada tem um índice de refração diferente , permitindo que cada interface produza uma pequena quantidade de reflexão. Quando a espessura das camadas é proporcional ao comprimento de onda escolhido, os reflexos múltiplos interferem construtivamente . As pilhas podem consistir de algumas a centenas de camadas individuais.
Um espelho quente usado em uma câmera para reduzir olhos vermelhos

Em espelhos comuns, a camada reflexiva é geralmente algum metal como prata, estanho, níquel ou cromo , depositado por um processo úmido; ou alumínio, depositado por pulverização catódica ou evaporação no vácuo. A camada reflexiva também pode ser feita de uma ou mais camadas de materiais transparentes com índices de refração adequados .

O material estrutural pode ser um metal, caso em que a camada refletora pode ser apenas a superfície do mesmo. Os pratos côncavos de metal são freqüentemente usados ​​para refletir luz infravermelha (como em aquecedores de ambiente ) ou microondas (como em antenas de TV via satélite). Os telescópios de metal líquido usam uma superfície de metal líquido, como o mercúrio.

Os espelhos que refletem apenas parte da luz, enquanto transmitem parte do resto, podem ser feitos com camadas de metal muito finas ou combinações adequadas de camadas dielétricas. Eles são normalmente usados ​​como divisores de feixe . Um espelho dicróico , em particular, tem uma superfície que reflete certos comprimentos de onda da luz, enquanto permite a passagem de outros comprimentos de onda. Um espelho frio é um espelho dicróico que reflete com eficiência todo o espectro de luz visível enquanto transmite comprimentos de onda infravermelha . Um espelho quente é o oposto: ele reflete a luz infravermelha enquanto transmite a luz visível. Os espelhos dicróicos são freqüentemente usados ​​como filtros para remover componentes indesejados da luz em câmeras e instrumentos de medição.

Nos telescópios de raios X , os raios X refletem em uma superfície de metal altamente precisa em ângulos quase rasos, e apenas uma pequena fração dos raios é refletida. Em espelhos relativísticos voadores concebidos para lasers de raios-X , a superfície refletora é uma onda de choque esférica (onda de vigília) criada em um plasma de baixa densidade por um pulso de laser muito intenso e se movendo a uma velocidade extremamente alta.

Espelhos óticos não lineares

Um espelho de conjugação de fase usa óptica não linear para reverter a diferença de fase entre os feixes incidentes. Tais espelhos podem ser usados, por exemplo, para combinação de feixe coerente. As aplicações úteis são autoguiadas de feixes de laser e correção de distorções atmosféricas em sistemas de imagem.

Princípios físicos

Um espelho reflete as ondas de luz para o observador, preservando a curvatura e divergência da onda, para formar uma imagem quando focalizado através da lente do olho. O ângulo da onda de impacto, à medida que atravessa a superfície do espelho, corresponde ao ângulo da onda refletida.

Quando um feixe de luz suficientemente estreito é refletido em um ponto de uma superfície, a direção normal da superfície será a bissetriz do ângulo formado pelos dois feixes naquele ponto. Ou seja, o vetor de direção em direção à fonte dos feixes incidentes, o vetor normal e o vetor de direção do feixe refletido serão coplanares , e o ângulo entre e será igual ao ângulo de incidência entre e , mas de sinal oposto.

Esta propriedade pode ser explicada pela física de uma onda eletromagnética plana que incide sobre uma superfície plana eletricamente condutora ou onde a velocidade da luz muda abruptamente, como entre dois materiais com diferentes índices de refração.

  • Quando feixes de luz paralelos são refletidos em uma superfície plana, os raios refletidos também serão paralelos.
  • Se a superfície refletora for côncava, os feixes refletidos serão convergentes , pelo menos até certo ponto e por alguma distância da superfície.
  • Um espelho convexo, por outro lado, refletirá os raios paralelos em direções divergentes .

Mais especificamente, um espelho parabólico côncavo (cuja superfície é parte de um parabolóide de revolução) refletirá os raios que são paralelos ao seu eixo em raios que passam pelo seu foco . Por outro lado, um espelho côncavo parabólico refletirá qualquer raio que venha de seu foco em uma direção paralela ao seu eixo. Se uma superfície de espelho côncava for parte de um elipsóide prolato , ela refletirá qualquer raio vindo de um foco em direção ao outro foco.

Um espelho parabólico convexo, por outro lado, refletirá os raios paralelos ao seu eixo em raios que parecem emanar do foco da superfície, atrás do espelho. Por outro lado, ele refletirá os raios de entrada que convergem para aquele ponto em raios que são paralelos ao eixo. Um espelho convexo que faz parte de um elipsóide prolato refletirá os raios que convergem para um foco em raios divergentes que parecem emanar do outro foco.

Os espelhos esféricos não refletem raios paralelos a raios que convergem para ou divergem de um único ponto, ou vice-versa, devido à aberração esférica . No entanto, um espelho esférico cujo diâmetro é suficientemente pequeno em comparação com o raio da esfera terá um comportamento muito semelhante a um espelho parabólico cujo eixo passa pelo centro do espelho e o centro dessa esfera; de modo que os espelhos esféricos podem substituir os parabólicos em muitas aplicações.

Uma aberração semelhante ocorre com os espelhos parabólicos quando os raios incidentes são paralelos entre si, mas não paralelos ao eixo do espelho, ou divergem de um ponto que não é o foco - como quando se tenta formar a imagem de um objeto que está próximo ao espelho. ou abrange um grande ângulo, visto dele. No entanto, essa aberração pode ser suficientemente pequena se a imagem do objeto estiver suficientemente longe do espelho e abranger um ângulo suficientemente pequeno em torno de seu eixo.

Imagens em espelho

Um espelho inverte uma imagem na direção do ângulo normal de incidência . Quando a superfície está a 90 °, ângulo horizontal do objeto, a imagem aparece invertida 180 ° ao longo da vertical (direito e esquerdo permanecem nos lados corretos, mas a imagem aparece de cabeça para baixo), porque o ângulo normal de incidência aponta para baixo verticalmente em direção à água.
Um espelho reflete uma imagem real de volta para o observador, formando uma imagem virtual; uma ilusão perceptiva de que os objetos na imagem estão por trás da superfície do espelho.

Os espelhos refletem uma imagem para o observador. No entanto, ao contrário de uma imagem projetada em uma tela, uma imagem não existe realmente na superfície do espelho. Por exemplo, quando duas pessoas se olham no espelho, ambas veem imagens diferentes na mesma superfície. Quando as ondas de luz convergem através da lente do olho, elas interferem umas com as outras para formar a imagem na superfície da retina e, como os dois observadores veem ondas vindo de direções diferentes, cada um vê uma imagem diferente no mesmo espelho. Assim, as imagens observadas em um espelho dependem do ângulo do espelho em relação ao olho. O ângulo entre o objeto e o observador é sempre duas vezes o ângulo entre o olho e o normal, ou a direção perpendicular à superfície. Isso permite que animais com visão binocular vejam a imagem refletida com percepção de profundidade e em três dimensões.

O espelho forma uma imagem virtual de tudo o que está no ângulo oposto do observador, o que significa que os objetos na imagem parecem existir em uma linha direta de visão - atrás da superfície do espelho - a uma distância igual de sua posição na frente de o espelho. Objetos atrás do observador, ou entre o observador e o espelho, são refletidos de volta para o observador sem qualquer mudança real na orientação; as ondas de luz são simplesmente invertidas em uma direção perpendicular ao espelho. No entanto, quando o observador está de frente para o objeto e o espelho está em um ângulo entre eles, a imagem aparece invertida 180 ° ao longo da direção do ângulo.

Objetos vistos em um espelho (plano) aparecerão invertidos lateralmente (por exemplo, se alguém levantar a mão direita, a mão esquerda da imagem parecerá subir no espelho), mas não verticalmente invertidos (na imagem a cabeça de uma pessoa ainda aparece acima seu corpo). No entanto, um espelho geralmente não "troca" esquerda e direita mais do que troca superior e inferior. Um espelho normalmente inverte o eixo para frente e para trás. Para ser preciso, ele inverte o objeto na direção perpendicular à superfície do espelho (a normal). Como a esquerda e a direita são definidas em relação à parte frontal-posterior e superior-inferior, a "inversão" da frente e de trás resulta na percepção de uma reversão esquerda-direita na imagem. (ou seja: quando uma pessoa levanta a mão esquerda, a mão esquerda real se levanta no espelho, mas dá a ilusão de uma mão direita se levantando porque a imagem parece estar voltada para ela. Se eles ficarem de frente para um espelho, o espelho realmente inverte à esquerda e à direita, ou seja, os objetos que estão fisicamente mais próximos do espelho sempre aparecem mais próximos na imagem virtual, e os objetos mais distantes da superfície sempre aparecem simetricamente mais longe, independentemente do ângulo.)

Olhar para uma imagem de si mesmo com o eixo anterior-posterior invertido resulta na percepção de uma imagem com o eixo esquerdo-direito invertido. Quando refletida no espelho, a mão direita de uma pessoa permanece diretamente oposta à sua mão direita real, mas é percebida pela mente como a mão esquerda na imagem. Quando uma pessoa olha no espelho, a imagem é invertida de frente para trás, o que é um efeito semelhante à ilusão da máscara oca . Observe que uma imagem espelhada é fundamentalmente diferente do objeto e não pode ser reproduzida simplesmente girando o objeto.

Para coisas que podem ser consideradas como objetos bidimensionais (como texto), a reversão frente-verso geralmente não pode explicar a reversão observada. Uma imagem é uma representação bidimensional de um espaço tridimensional e, como existe em um plano bidimensional , uma imagem pode ser vista de frente ou de trás. Da mesma forma que o texto em um pedaço de papel aparece invertido se segurado contra uma luz e visto por trás, o texto colocado de frente para um espelho aparecerá invertido, porque a imagem do texto ainda está voltada para longe do observador. Outra forma de entender as reversões observadas em imagens de objetos efetivamente bidimensionais é que a inversão da esquerda e da direita em um espelho se deve à forma como o ser humano percebe o que está ao seu redor. O reflexo de uma pessoa em um espelho parece ser uma pessoa real de frente para ela, mas para essa pessoa realmente se enfrentar (ou seja, gêmeos), um teria que virar fisicamente e encarar o outro, causando uma troca real de direita e esquerda. Um espelho causa uma ilusão de inversão esquerda-direita porque esquerda e direita não foram trocadas quando a imagem parece ter se virado para o observador. A navegação egocêntrica do visualizador (esquerda e direita em relação ao ponto de vista do observador; isto é: "minha esquerda ...") é inconscientemente substituída por sua navegação alocêntrica (esquerda e direita no que se refere ao ponto de vista de outro; "... seu direito ") ao processar a imagem virtual da pessoa aparente atrás do espelho. Da mesma forma, o texto visto em um espelho teria que ser fisicamente virado, de frente para o observador e longe da superfície, na verdade trocando entre esquerda e direita, para ser lido no espelho.

Propriedades ópticas

Reflexividade

Quatro espelhos diferentes, mostrando a diferença na refletividade. No sentido horário a partir do canto superior esquerdo: dielétrico (80%), alumínio (85%), cromo (25%) e prata aprimorada (99,9%). Todos são espelhos de primeira superfície, exceto o espelho cromado. O espelho dielétrico reflete a luz amarela da primeira superfície, mas age como um revestimento anti - reflexo para a luz roxa, produzindo assim um reflexo fantasma da lâmpada da segunda superfície.

A refletividade de um espelho é determinada pela porcentagem de luz refletida pelo total da luz incidente. A refletividade pode variar com o comprimento de onda. Toda ou parte da luz não refletida é absorvida pelo espelho, enquanto em alguns casos uma parte também pode transmitir através dele. Embora uma pequena porção da luz seja absorvida pelo revestimento, a refletividade é geralmente maior para os espelhos de primeira superfície, eliminando as perdas de reflexão e absorção do substrato. A refletividade é freqüentemente determinada pelo tipo e espessura do revestimento. Quando a espessura do revestimento é suficiente para evitar a transmissão, todas as perdas ocorrem por absorção. O alumínio é mais duro, menos caro e mais resistente ao embaciamento do que a prata e refletirá 85 a 90% da luz na faixa do visível ao ultravioleta, mas experimenta uma queda em sua refletância entre 800 e 900 nm. O ouro é muito macio e facilmente riscado, caro, mas não mancha. O ouro é mais de 96% reflexivo para a luz infravermelha próxima e distante entre 800 e 12.000 nm, mas reflete mal a luz visível com comprimentos de onda menores que 600 nm (amarelo). A prata é cara, macia e mancha rapidamente, mas tem a maior refletividade visual ao infravermelho próximo de qualquer metal. A prata pode refletir até 98 ou 99% da luz em comprimentos de onda de até 2.000 nm, mas perde quase toda a refletividade em comprimentos de onda menores que 350 nm. Os espelhos dielétricos podem refletir mais de 99,99% da luz, mas apenas para uma faixa estreita de comprimentos de onda, variando de uma largura de banda de apenas 10 nm até 100 nm para lasers sintonizáveis . No entanto, os revestimentos dielétricos também podem aumentar a refletividade dos revestimentos metálicos e protegê-los de arranhões ou manchas. Os materiais dielétricos são normalmente muito duros e relativamente baratos, no entanto, o número de camadas necessárias geralmente torna o processo caro. Em espelhos com tolerâncias baixas, a espessura do revestimento pode ser reduzida para economizar custos, e simplesmente recoberta com tinta para absorver a transmissão.

Qualidade da superfície

Erros de planura, como dunas onduladas na superfície, produziram esses artefatos, distorção e baixa qualidade de imagem no reflexo do campo distante de um espelho doméstico.

A qualidade da superfície, ou precisão da superfície, mede os desvios de uma forma de superfície perfeita e ideal. Aumentar a qualidade da superfície reduz distorções, artefatos e aberrações nas imagens e ajuda a aumentar a coerência , a colimação e a reduzir divergências indesejadas nos feixes. Para espelhos planos, isso é frequentemente descrito em termos de planicidade , enquanto outras formas de superfície são comparadas a uma forma ideal. A qualidade da superfície é normalmente medida com itens como interferômetros ou planos ópticos e geralmente são medidos em comprimentos de onda de luz (λ). Esses desvios podem ser muito maiores ou muito menores do que a rugosidade da superfície. Um espelho doméstico normal feito com vidro float pode ter tolerâncias de planicidade tão baixas quanto 9–14λ por polegada (25,4 mm), o que equivale a um desvio de 5.600 a 8.800 nanômetros da planura perfeita. Espelhos polidos e aterrados de precisão destinados a lasers ou telescópios podem ter tolerâncias de até λ / 50 (1/50 do comprimento de onda da luz, ou cerca de 12 nm) em toda a superfície. A qualidade da superfície pode ser afetada por fatores como mudanças de temperatura, tensões internas no substrato ou mesmo efeitos de flexão que ocorrem ao combinar materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica , semelhantes a uma tira bimetálica .

Rigidez da superfície

A rugosidade da superfície descreve a textura da superfície, muitas vezes em termos da profundidade dos riscos microscópicos deixados pelas operações de polimento. A rugosidade da superfície determina quanto da reflexão é especular e quanto difunde, controlando o quão nítida ou borrada a imagem será.

Para uma reflexão especular perfeita, a rugosidade da superfície deve ser mantida menor que o comprimento de onda da luz. As microondas, que às vezes têm um comprimento de onda maior que uma polegada (~ 25 mm), podem refletir especularmente em uma porta de tela de metal, mantos de gelo continentais ou areia do deserto, enquanto luz visível, tendo comprimentos de onda de apenas algumas centenas de nanômetros (alguns centésimos de milésimos de polegada), deve encontrar uma superfície muito lisa para produzir reflexão especular. Para comprimentos de onda que se aproximam ou são até mais curtos do que o diâmetro dos átomos , como os raios X , a reflexão especular só pode ser produzida por superfícies que estão em uma incidência rasante dos raios.

A rugosidade da superfície é normalmente medida em mícrons , comprimento de onda ou tamanho do grão , com ~ 80.000–100.000 grãos ou ~ ½λ – ¼λ sendo "qualidade óptica".

Transmissividade

Um acoplador dielétrico de saída de laser que é 75–80% reflexivo entre 500 e 600 nm, em um prisma de cunha de 3 ° feito de vidro de quartzo . Esquerda: O espelho é altamente refletivo para amarelo e verde, mas altamente transmissivo para vermelho e azul. À direita: o espelho transmite 25% da luz do laser de 589 nm. Como as partículas de fumaça difratam mais luz do que refletem, o feixe parece muito mais brilhante quando refletido de volta para o observador.

A transmissividade é determinada pela porcentagem de luz transmitida pela luz incidente. A transmissividade é geralmente a mesma tanto na primeira quanto na segunda superfície. A luz combinada transmitida e refletida, subtraída da luz incidente, mede a quantidade absorvida pelo revestimento e pelo substrato. Para espelhos transmissivos, como espelhos unilaterais , divisores de feixe ou acopladores de saída de laser , a transmissividade do espelho é uma consideração importante. A transmissividade de revestimentos metálicos é freqüentemente determinada por sua espessura. Para divisores de feixe de precisão ou acopladores de saída, a espessura do revestimento deve ser mantida em tolerâncias muito altas para transmitir a quantidade adequada de luz. Para espelhos dielétricos, a espessura da camada deve sempre ser mantida em altas tolerâncias, mas geralmente é mais o número de camadas individuais que determina a transmissividade. Para o substrato, o material usado também deve ter boa transmissividade para os comprimentos de onda escolhidos. O vidro é um substrato adequado para a maioria das aplicações de luz visível, mas outros substratos, como seleneto de zinco ou safira sintética, podem ser usados ​​para comprimentos de onda infravermelho ou ultravioleta.

Cunha

Os erros de cunha são causados ​​pelo desvio das superfícies do paralelismo perfeito. Uma cunha óptica é o ângulo formado entre duas superfícies planas (ou entre os planos principais das superfícies curvas) devido a erros ou limitações de fabricação, fazendo com que uma borda do espelho seja ligeiramente mais espessa que a outra. Quase todos os espelhos e lentes com faces paralelas têm um leve grau de cunha, que geralmente é medido em segundos ou minutos de arco . Para espelhos de primeira superfície, as cunhas podem introduzir desvios de alinhamento no hardware de montagem. Para espelhos de segunda superfície ou transmissivos, as cunhas podem ter um efeito prismático sobre a luz, desviando sua trajetória ou, em um grau muito leve, sua cor, causando cromáticas e outras formas de aberração . Em alguns casos, uma ligeira cunha é desejável, como em certos sistemas de laser onde reflexos errantes da superfície não revestida são melhor dispersos do que refletidos de volta através do meio.

Defeitos superficiais

Os defeitos da superfície são imperfeições descontínuas em pequena escala na lisura da superfície. Os defeitos da superfície são maiores (em alguns casos, muito maiores) do que a rugosidade da superfície, mas afetam apenas pequenas porções localizadas de toda a superfície. Estes são normalmente encontrados como arranhões, cavidades, buracos (muitas vezes de bolhas no vidro), manchas (arranhões anteriores, operações de polimento de grãos maiores que não foram totalmente removidos por grãos de polimento subsequentes), lascas de borda ou manchas no revestimento. Esses defeitos costumam ser um efeito colateral inevitável das limitações de fabricação, tanto no custo quanto na precisão da máquina. Se mantidos baixos o suficiente, na maioria das aplicações esses defeitos raramente terão qualquer efeito adverso, a menos que a superfície esteja localizada em um plano de imagem onde eles aparecerão diretamente. Para aplicações que requerem um espalhamento de luz extremamente baixo, refletância extremamente alta ou baixa absorção devido a altos níveis de energia que podem destruir o espelho, como lasers ou interferômetros Fabry-Perot , os defeitos de superfície devem ser reduzidos ao mínimo.

Manufatura

Polindo o espelho primário do Telescópio Espacial Hubble . Um desvio na qualidade da superfície de aproximadamente 4λ resultou em imagens ruins inicialmente, que foram eventualmente compensadas pelo uso de ótica corretiva .

Os espelhos são geralmente fabricados polindo um material naturalmente reflexivo, como o espéculo metálico, ou aplicando um revestimento reflexivo a um substrato polido adequado .

Em algumas aplicações, geralmente aquelas que são sensíveis ao custo ou que requerem grande durabilidade, como para montagem em uma cela de prisão, os espelhos podem ser feitos de um único material a granel, como metal polido. No entanto, os metais consistem em pequenos cristais (grãos) separados por contornos de grão que podem impedir a superfície de atingir suavidade óptica e refletividade uniforme.

Revestimento

Silvering

O revestimento do vidro com uma camada reflexiva de um metal é geralmente chamado de " prateado ", embora o metal possa não ser prata. Atualmente, os principais processos são galvanoplastia , deposição química "úmida" e deposição a vácuo Os espelhos de metal com revestimento frontal atingem refletividades de 90-95% quando novos.

Revestimento dielétrico

As aplicações que requerem maior refletividade ou maior durabilidade, onde a largura de banda larga não é essencial, usam revestimentos dielétricos , que podem atingir refletividades de até 99,997% em uma faixa limitada de comprimentos de onda. Como geralmente são quimicamente estáveis ​​e não conduzem eletricidade, os revestimentos dielétricos quase sempre são aplicados por métodos de deposição a vácuo e, mais comumente, por deposição por evaporação. Como os revestimentos são geralmente transparentes, as perdas de absorção são insignificantes. Ao contrário dos metais, a refletividade dos revestimentos dielétricos individuais é uma função da lei de Snell conhecida como equações de Fresnel , determinada pela diferença no índice de refração entre as camadas. Portanto, a espessura e o índice dos revestimentos podem ser ajustados para serem centralizados em qualquer comprimento de onda. A deposição a vácuo pode ser alcançada de várias maneiras, incluindo pulverização catódica, deposição por evaporação, deposição de arco, deposição de gás reativo e revestimento iônico, entre muitos outros.

Moldagem e polimento

Tolerâncias

Os espelhos podem ser fabricados em uma ampla gama de tolerâncias de engenharia , incluindo refletividade , qualidade da superfície , rugosidade da superfície ou transmissividade , dependendo da aplicação desejada. Essas tolerâncias podem variar de amplas, como as encontradas em um espelho doméstico normal, a extremamente estreitas, como as usadas em lasers ou telescópios. O estreitamento das tolerâncias permite uma imagem melhor e mais precisa ou transmissão do feixe em distâncias mais longas. Em sistemas de imagem, isso pode ajudar a reduzir anomalias ( artefatos ), distorção ou desfoque, mas a um custo muito mais alto. Onde as distâncias de visualização são relativamente próximas ou a alta precisão não é uma preocupação, tolerâncias mais amplas podem ser usadas para fazer espelhos eficazes a custos acessíveis.

Formulários

Um copo cheval
Reflexos em um espelho convexo esférico. O fotógrafo é visto no canto superior direito.
Um espelho lateral em um carro de corrida
Espelho retrovisor

Cuidados pessoais

Os espelhos são comumente usados ​​como auxiliares na higiene pessoal . Eles podem variar de tamanhos pequenos, adequados para transportar consigo mesmo, até tamanhos de corpo inteiro; eles podem ser portáteis, móveis, fixos ou ajustáveis. Um exemplo clássico deste último é o copo cheval , que pode ser inclinado.

Segurança e visualização mais fácil

Espelhos convexos
Espelho convexo colocado na garagem .
Os espelhos convexos fornecem um campo de visão mais amplo do que os espelhos planos e são freqüentemente usados ​​em veículos, especialmente caminhões grandes, para minimizar os pontos cegos . Às vezes, eles são colocados em cruzamentos de estradas e esquinas de locais, como estacionamentos, para permitir que as pessoas vejam as esquinas e evitar colisões com outros veículos ou carrinhos de compras . Às vezes, eles também são usados ​​como parte dos sistemas de segurança, de modo que uma única câmera de vídeo pode mostrar mais de um ângulo de cada vez. Os espelhos convexos como decoração são usados ​​no design de interiores para fornecer um efeito predominantemente experiencial.
Espelhos bucais ou "espelhos dentários"
Os espelhos bucais ou "espelhos dentários" são usados ​​pelos dentistas para permitir a visão indireta e a iluminação dentro da boca. Suas superfícies reflexivas podem ser planas ou curvas. Os espelhos bucais também são comumente usados ​​por mecânicos para permitir a visão em espaços apertados e em torno dos cantos do equipamento.
Espelhos retrovisores
Os espelhos retrovisores são amplamente usados ​​dentro e fora dos veículos (como automóveis ou bicicletas), para permitir que os motoristas vejam outros veículos vindo atrás deles. Em óculos de sol retrovisores, a extremidade esquerda do vidro esquerdo e a extremidade direita do vidro direito funcionam como espelhos.

Espelhos e janelas unilaterais

Espelhos unidirecionais
Os espelhos unidirecionais (também chamados de espelhos bidirecionais) funcionam superando a luz fraca transmitida com luz refletida brilhante. Um verdadeiro espelho unilateral que realmente permite que a luz seja transmitida em uma direção apenas sem a necessidade de energia externa não é possível, pois viola a segunda lei da termodinâmica .:
Janelas unilaterais
Janelas unilaterais podem ser feitas para funcionar com luz polarizada no laboratório sem violar a segunda lei. Este é um aparente paradoxo que confundiu alguns grandes físicos, embora não permita um espelho unilateral prático para uso no mundo real. Os isoladores ópticos são dispositivos unilaterais comumente usados ​​com lasers.

Sinalização

Com o sol como fonte de luz, um espelho pode ser usado para sinalizar por variações na orientação do espelho. O sinal pode ser usado em longas distâncias, possivelmente até 60 quilômetros (37 mi) em um dia claro. Esta técnica foi usada por tribos nativas americanas e numerosos militares para transmitir informações entre postos avançados distantes.

Os espelhos também podem ser usados ​​em buscas para atrair a atenção das equipes de busca e resgate . Tipos especializados de espelhos estão disponíveis e geralmente são incluídos em kits militares de sobrevivência .

Tecnologia

Televisores e projetores

Os espelhos microscópicos são um elemento central de muitas das maiores televisões e projetores de vídeo de alta definição . Uma tecnologia comum desse tipo é o DLP da Texas Instruments . Um chip DLP é um microchip do tamanho de um selo postal cuja superfície é uma matriz de milhões de espelhos microscópicos. A imagem é criada à medida que os espelhos individuais se movem para refletir a luz em direção à superfície de projeção ( pixel ativado ) ou em direção a uma superfície de absorção de luz (pixel desativado).

Outras tecnologias de projeção envolvendo espelhos incluem LCoS . Como um chip DLP, o LCoS é um microchip de tamanho semelhante, mas em vez de milhões de espelhos individuais, há um único espelho que é ativamente protegido por uma matriz de cristal líquido com até milhões de pixels . A imagem, formada como luz, é refletida em direção à superfície de projeção (pixel ativado) ou absorvida pelos pixels ativados do LCD (pixel desativado). Televisores e projetores baseados em LCoS geralmente usam 3 chips, um para cada cor primária.

Grandes espelhos são usados ​​em televisores de projeção traseira. A luz (por exemplo, de um DLP como mencionado acima) é "dobrada" por um ou mais espelhos para que o aparelho de televisão seja compacto.

Energia solar

Calhas parabólicas perto do Lago Harper, na Califórnia

Os espelhos são partes integrantes de uma usina de energia solar . O mostrado na imagem ao lado usa energia solar concentrada de uma série de vales parabólicos .

Instrumentos

Segmentos de espelho E-ELT em teste

Telescópios e outros instrumentos de precisão usam espelhos frontais prateados ou de primeira superfície , onde a superfície refletora é colocada na superfície frontal (ou primeira) do vidro (isso elimina o reflexo da superfície de vidro que os espelhos traseiros comuns têm). Alguns deles usam prata, mas a maioria é de alumínio, que é mais refletivo em comprimentos de onda curtos do que a prata. Todos esses revestimentos são facilmente danificados e requerem manuseio especial. Eles refletem 90% a 95% da luz incidente quando novos. Os revestimentos são normalmente aplicados por deposição a vácuo . Uma camada protetora é geralmente aplicada antes que o espelho seja removido do vácuo, porque de outra forma o revestimento começa a corroer assim que é exposto ao oxigênio e à umidade do ar. Os espelhos frontais prateados precisam ser recapeados ocasionalmente para manter sua qualidade. Existem espelhos óticos, como espelhos mangin, que são espelhos de segunda superfície (revestimento reflexivo na superfície traseira) como parte de seus designs óticos, geralmente para corrigir aberrações óticas .

Espelho de casca fina deformável. Tem 1120 milímetros de diâmetro, mas apenas 2 milímetros de espessura, o que o torna muito mais fino do que a maioria das janelas de vidro.

A refletividade do revestimento do espelho pode ser medida usando um refletômetro e, para um determinado metal, será diferente para diferentes comprimentos de onda de luz. Isso é explorado em alguns trabalhos ópticos para fazer espelhos frios e espelhos quentes . Um espelho frio é feito usando um substrato transparente e escolhendo um material de revestimento que é mais reflexivo à luz visível e mais transmissivo à luz infravermelha .

Um espelho quente é o oposto, o revestimento reflete preferencialmente o infravermelho. As superfícies de espelho às vezes recebem revestimentos de filme fino para retardar a degradação da superfície e para aumentar sua refletividade nas partes do espectro onde serão usadas. Por exemplo, os espelhos de alumínio são comumente revestidos com dióxido de silício ou fluoreto de magnésio. A refletividade em função do comprimento de onda depende da espessura do revestimento e de como ele é aplicado.

Um espelho revestido com dielétrico usado em um laser de corante . O espelho é mais de 99% reflexivo a 550 nanômetros (amarelo), mas permitirá que a maioria das outras cores passem.
Um espelho dielétrico usado em lasers sintonizáveis . Com um comprimento de onda central de 600 nm e largura de banda de 100 nm, o revestimento é totalmente reflexivo para o papel de construção laranja, mas reflete apenas os tons avermelhados do papel azul.

Para trabalhos ópticos científicos , espelhos dielétricos são freqüentemente usados. Estes são substratos de vidro (ou às vezes outro material) sobre os quais uma ou mais camadas de material dielétrico são depositadas, para formar um revestimento óptico. Por meio da escolha cuidadosa do tipo e espessura das camadas dielétricas, a faixa de comprimentos de onda e a quantidade de luz refletida do espelho podem ser especificadas. Os melhores espelhos deste tipo podem refletir> 99,999% da luz (em uma faixa estreita de comprimentos de onda) que incide no espelho. Esses espelhos são freqüentemente usados ​​em lasers .

Em astronomia, a óptica adaptativa é uma técnica para medir distorções de imagem variáveis ​​e adaptar um espelho deformável de acordo em uma escala de tempo de milissegundos, para compensar as distorções.

Embora a maioria dos espelhos seja projetada para refletir a luz visível, as superfícies que refletem outras formas de radiação eletromagnética também são chamadas de "espelhos". Os espelhos para outras faixas de ondas eletromagnéticas são usados ​​em óptica e astronomia . Os espelhos para ondas de rádio (às vezes conhecidos como refletores) são elementos importantes dos radiotelescópios .

Espelhos face a face

Dois ou mais espelhos alinhados exatamente paralelos e voltados um para o outro podem fornecer uma regressão infinita de reflexos, chamada de efeito de espelho infinito . Alguns dispositivos usam isso para gerar reflexões múltiplas:

Aplicações militares

Diz-se que Arquimedes usou uma grande variedade de espelhos para queimar navios romanos durante um ataque a Siracusa. Isso nunca foi provado ou refutado. No programa de TV MythBusters , uma equipe do MIT tentou recriar o famoso "Archimedes Death Ray". Eles não tiveram sucesso em iniciar um incêndio no navio. Tentativas anteriores de incendiar o barco usando apenas os espelhos de bronze disponíveis no tempo de Arquimedes foram malsucedidas, e o tempo necessário para acender a nave teria tornado seu uso impraticável, resultando na equipe MythBusters considerando o mito "quebrado". No entanto, verificou-se que os espelhos dificultavam a visão dos passageiros do barco visado, provavelmente ajudando a causar sua derrota, que pode ter sido a origem do mito. (Veja torre de energia solar para um uso prático desta técnica.)

Iluminação sazonal

Um espelho multifacetado no conservatório Kibble Palace , Glasgow , Escócia

Devido à sua localização em um vale íngreme, a cidade italiana de Viganella não recebe luz solar direta durante sete semanas a cada inverno. Em 2006, um espelho controlado por computador de € 100.000, de 8 × 5 m, foi instalado para refletir a luz do sol na praça da cidade. No início de 2007, o vilarejo de Bondo, na Suíça , com localização semelhante , também estava considerando aplicar essa solução. Em 2013, espelhos foram instalados para refletir a luz do sol na praça da cidade norueguesa de Rjukan . Os espelhos podem ser usados ​​para produzir efeitos de iluminação aprimorados em estufas ou conservatórios.

Arquitetura

Edifício espelhado em Manhattan - 2008
401 N. Wabash Ave. reflete o horizonte ao longo do Rio Chicago no centro de Chicago

Os espelhos são um tema de design popular na arquitetura, especialmente em edifícios altos da modernidade tardia e pós-modernistas nas principais cidades. Os primeiros exemplos incluem o Campbell Center em Dallas , inaugurado em 1972, e a John Hancock Tower, em Boston.

Mais recentemente, dois arranha-céus projetados pelo arquiteto Rafael Viñoly , o Vdara em Las Vegas e a 20 Fenchurch Street em Londres, experimentaram problemas incomuns devido aos seus exteriores de vidro curvos côncavos atuando como refletores respectivamente cilíndricos e esféricos para a luz solar. Em 2010, o Las Vegas Review Journal relatou que a luz do sol refletida na torre voltada para o sul do Vdara poderia queimar nadadores na piscina do hotel, bem como derreter copos plásticos e sacolas de compras; os funcionários do hotel se referiam ao fenômeno como "raio da morte de Vdara", também conhecido como " arranha-céu ". Em 2013, a luz do sol refletida na 20 Fenchurch Street derreteu partes de um carro Jaguar estacionado nas proximidades e queimando ou incendiando o carpete de uma barbearia próxima. Este edifício foi apelidado de "walkie-talkie" porque sua forma era supostamente semelhante a um certo modelo de rádio bidirecional; mas depois que sua tendência a superaquecer os objetos ao redor se tornou conhecida, o apelido mudou para "walkie-scorchie".

Belas artes

Pinturas

Os pintores que retratam alguém olhando no espelho muitas vezes também mostram o reflexo da pessoa. Isso é uma espécie de abstração - na maioria dos casos, o ângulo de visão é tal que o reflexo da pessoa não deve ser visível. Da mesma forma, em filmes e fotografia fixa, um ator ou atriz é freqüentemente mostrado ostensivamente olhando para si mesmo no espelho, mas o reflexo está voltado para a câmera. Na realidade, o ator ou atriz vê apenas a câmera e seu operador, neste caso, não seu próprio reflexo. Na psicologia da percepção, isso é conhecido como efeito Vênus .

O espelho é o dispositivo central em algumas das maiores pinturas europeias:

Os espelhos têm sido usados ​​por artistas para criar obras e aprimorar seu ofício:

  • Filippo Brunelleschi descobriu a perspectiva linear com a ajuda do espelho.
  • Leonardo da Vinci chamou o espelho de "mestre dos pintores". Ele recomendou: "Quando você quiser ver se toda a sua imagem está de acordo com o que você retratou da natureza, pegue um espelho e reflita o objeto real nele. Compare o que é refletido com a sua pintura e considere cuidadosamente se ambas as semelhanças do tema correspondem, particularmente no que diz respeito ao espelho. "
  • Muitos autorretratos são possíveis com o uso de espelhos, como os grandes autorretratos de Dürer , Frida Kahlo , Rembrandt e Van Gogh . MC Escher usou formatos especiais de espelhos para obter uma visão muito mais completa de seus arredores do que por observação direta em Hand with Reflecting Sphere (também conhecido como Auto-Retrato em Espelho Esférico ).

Às vezes, espelhos são necessários para apreciar plenamente a obra de arte:

  • As obras anamórficas de István Orosz são imagens distorcidas de tal forma que só se tornam claramente visíveis quando refletidas em um espelho de formato e posicionamento adequados.

Escultura

Espelhos em design de interiores: "Sala de espera na casa de M.me B.", projeto Art Déco do arquiteto italiano Arnaldo dell'Ira , Roma, 1939.

O artista anamórfico contemporâneo Jonty Hurwitz usa espelhos cilíndricos para projetar esculturas distorcidas.

Outros meios artísticos

Grove Of Mirrors de Hilary Arnold Baker , Romsey

Alguns outros artistas contemporâneos usam espelhos como material de arte :

  • Um espelho mágico chinês é uma arte em que a face do espelho de bronze projeta a mesma imagem que foi projetada em seu verso. Isso se deve às diminutas curvaturas em sua frente.
  • A holografia especular usa um grande número de espelhos curvos embutidos em uma superfície para produzir imagens tridimensionais.
  • Pinturas em superfícies de espelho (como espelhos de vidro impressos em serigrafia)
  • Instalações especiais de espelho
    • Labirinto de espelhos Follow Me do artista, Jeppe Hein (veja também, Entretenimento: labirintos de espelhos, abaixo)
    • Mirror Neon Cube do artista Jeppe Hein

Função religiosa do espelho real e retratado

Na Idade Média, os espelhos existiam em várias formas para múltiplos usos. Principalmente, eles eram usados ​​como um acessório de higiene pessoal, mas também como símbolos de amor cortês, feitos de marfim nos centros de escultura de marfim em Paris, Colônia e no sul da Holanda. Eles também tiveram seus usos em contextos religiosos, pois foram integrados em uma forma especial de distintivos de peregrinos ou caixas de espelhos de estanho / chumbo desde o final do século XIV. Os inventários ducais da Borgonha nos mostram que os duques possuíam uma massa de espelhos ou objetos com espelhos, não apenas com iconografia ou inscrições religiosas, mas combinados com relicários, pinturas religiosas ou outros objetos que eram distintamente usados ​​para a piedade pessoal. Considerando espelhos em pinturas e iluminação de livros como artefatos retratados e tentando tirar conclusões sobre suas funções a partir de seu cenário representado, uma dessas funções é ajudar na oração pessoal para alcançar o autoconhecimento e o conhecimento de Deus, de acordo com a teologia contemporânea fontes. Por exemplo, o famoso casamento de Arnolfini de Jan van Eyck mostra uma constelação de objetos que podem ser reconhecidos como aqueles que permitiriam a um homem de oração usá-los para sua piedade pessoal: o espelho rodeado por cenas da Paixão para refletir sobre ele e sobre si mesmo , um rosário como dispositivo neste processo, o banco velado e acolchoado para usar como prie-dieu , e os sapatos abandonados que apontam na direção em que o orante se ajoelhou. O significado metafórico dos espelhos retratados é complexo e multifacetado, por exemplo, como um atributo de Maria , o "speculum sine mácula", ou como atributos de sabedoria e conhecimento acadêmico e teológico conforme aparecem nas iluminações de livros de diferentes evangelistas e autores de teologia tratados. Os espelhos retratados - orientados nas propriedades físicas de um espelho real - podem ser vistos como metáforas de conhecimento e reflexão e, portanto, são capazes de lembrar o observador de refletir e conhecer a si mesmo. O espelho pode funcionar simultaneamente como símbolo e dispositivo de apelo moral. Esse também é o caso se for mostrado em combinação com virtudes e vícios, uma combinação que também ocorre com mais frequência no século XV: As camadas moralizantes de metáforas de espelho lembram o observador a se examinar minuciosamente de acordo com sua própria vida virtuosa ou viciosa. Isso é ainda mais verdadeiro se o espelho for combinado com a iconografia da morte. A morte não é apenas como um cadáver ou esqueleto segurando o espelho para o pessoal ainda vivo de pinturas, iluminações e gravuras, mas o crânio aparece nas superfícies convexas dos espelhos retratados, mostrando ao observador pintado e real seu futuro rosto.

Decoração

Chaminé e espelho overmantel, c. 1750 V&A Museum no. 738: 1 a 3–1897
Óculos com espelhos - Prezi HQ
Um espelho de bar com o logotipo do Dunville's Whisky .

Os espelhos são frequentemente usados ​​na decoração de interiores e como ornamentos:

  • Os espelhos, geralmente grandes e sem moldura, são frequentemente usados ​​na decoração de interiores para criar uma ilusão de espaço e ampliar o tamanho aparente de uma sala. Eles também vêm emoldurados em uma variedade de formas, como o vidro do pier e o espelho overmantel.
  • Os espelhos são usados ​​também em algumas escolas de feng shui , uma antiga prática chinesa de colocação e disposição do espaço para alcançar a harmonia com o meio ambiente.
  • A suavidade de espelhos antigos às vezes é reproduzida por artesãos contemporâneos para uso em design de interiores . Esses espelhos antigos de reprodução são obras de arte e podem trazer cor e textura a uma superfície reflexiva fria e dura.
  • Uma esfera refletora decorativa de vidro fino revestido de metal, funcionando como um espelho redutor de grande angular, é vendida como um enfeite de Natal chamada bugiganga .
  • Alguns pubs e bares penduram espelhos que representam o logotipo de uma marca de bebidas alcoólicas, cerveja ou estabelecimento de bebidas.

Entretenimento

Cinema e televisão

  • Candyman é um filme de terror sobre um espírito malévolo convocado por falar seu nome na frente de um espelho.
  • Mirrors é um filme de terror sobre espelhos mal-assombrados que refletem cenas diferentes das que estão diante deles.
  • Poltergeist III apresenta espelhos que não refletem a realidade e que podem ser usados ​​como portais para a vida após a morte.
  • Oculus é um filme de terror sobre um espelho mal-assombrado que causa alucinações e atos de violência.
  • A minissérie do 10º Reino exige que os personagens usem um espelho mágico para viajar entre a cidade de Nova York (o 10º Reino) e os Nove Reinos do conto de fadas .

Literatura

Uma ilustração da página 30 de Mjallhvít ( Branca de Neve ), uma tradução islandesa de 1852 do conto de fadas da versão de Grimm
Taijitu dentro de uma moldura de trigramas e um espelho que protege os demônios. Acredita-se que esses amuletos espantam os maus espíritos e protegem a residência do azar

Os espelhos desempenham um papel importante na literatura cultural.

  • As passagens bíblicas cristãs , 1 Coríntios 13:12 (" Através de um vidro obscuramente ") e 2 Coríntios 3:18, fazem referência a uma imagem de espelho fraca ou reflexo de espelho pobre.
  • Narciso da mitologia grega definha enquanto olha, com admiração, para seu reflexo na água.
  • A história da dinastia Song Zizhi Tongjian Comprehensive Mirror in Aid of Governance, de Sima Guang, tem esse título porque "espelho" (鑑, jiàn) é usado metaforicamente em chinês para se referir à obtenção de uma visão refletindo sobre a experiência ou história passada.
  • No conto de fadas europeu , Branca de Neve (coletado pelos Irmãos Grimm em 1812), a rainha má pergunta: " Espelho , espelho, na parede ... quem é a mais bela de todas?"
  • No conto do Índice Aarne-Thompson-Uther tipo ATU 329, "Escondendo-se do Diabo (Princesa)", o protagonista deve encontrar uma maneira de se esconder de uma princesa, que, em muitas variantes, possui um espelho mágico que pode ver o todo mundo.
  • Em Alfred, o famoso poema de Lord Tennyson , The Lady of Shalott (1833, revisado em 1842), a personagem titular possui um espelho que lhe permite olhar para o povo de Camelot, pois está sob uma maldição que a impede de ver Camelot diretamente.
  • O conto de fadas de Hans Christian Andersen , A Rainha da Neve , em que o diabo, na forma de um troll do mal, fez um espelho mágico que distorce a aparência de tudo o que ele reflete.
  • Lewis Carroll é Through the Looking-Glass e que Alice encontrou lá (1871) é um dos melhores-amado usos de espelhos na literatura. O texto em si utiliza uma narrativa que reflete a de seu antecessor, Alice's Adventures in Wonderland .
  • No romance de Oscar Wilde , The Picture of Dorian Gray (1890), um retrato serve como um espelho mágico que reflete o verdadeiro rosto do protagonista perpetuamente jovem, bem como o efeito em sua alma de cada ato pecaminoso.
  • O conto Tlön, Uqbar, Orbis Tertius de Jorge Luis Borges começa com a frase "Devo a descoberta de Uqbar à conjunção de um espelho e uma enciclopédia" e contém outras referências a espelhos.
  • The Trap , um conto de HP Lovecraft e Henry S. Whitehead, gira em torno de um espelho. "Foi em uma certa manhã de quinta-feira de dezembro que tudo começou com aquele movimento inexplicável que pensei ter visto em meu espelho antigo de Copenhague. Algo, parecia-me, mexeu-se - algo refletido no vidro, embora eu estivesse sozinho em meu quartos. "
  • Os objectos mágicas na Harry Potter série (1997-2011) inclui o espelho de Erised e bidireccionais espelhos .
  • No Apêndice: Planos Variantes e Cosmologias do Manual dos Planos de Dungeons & Dragons (2000), está O Plano dos Espelhos (página 204). Ele descreve o Plano dos Espelhos como um espaço existente atrás de superfícies reflexivas e vivenciado pelos visitantes como um longo corredor. O maior perigo para os visitantes ao entrar no avião é a criação instantânea de um espelho com o alinhamento oposto do visitante original.
  • The Mirror Thief , um romance de Martin Seay (2016), inclui um relato fictício de espionagem industrial em torno da fabricação de espelhos na Veneza do século 16.
  • The Reaper's Image , um conto de Stephen King , trata de um raro espelho elizabetano que exibe a imagem do Reaper quando vista, que simboliza a morte do espectador.
  • Kilgore Trout, protagonista do romance Breakfast of Champions de Kurt Vonnegut , acredita que os espelhos são janelas para outros universos e se refere a eles como "vazamentos", um tema recorrente no livro.

Espelhos e animais

Apenas algumas espécies animais demonstraram ter a habilidade de se reconhecer em um espelho, a maioria deles mamíferos . Experimentos descobriram que os seguintes animais podem passar no teste do espelho :

Veja também

Bibliografia

  • Le miroir: révélations, science-fiction et fallacies. Essai sur une légende scientifique , Jurgis Baltrušaitis, Paris, 1978. ISBN  2020049856 .
  • Em reflexão , Jonathan Miller , National Gallery Publications Limited (1998). ISBN  0-300-07713-0 .
  • Lo specchio, la strega e il quadrante. Vetrai, orologiai e rappresentazioni del 'principium individuationis' dal Medioevo all'Età moderna , Francesco Tigani, Roma, 2012. ISBN  978-88-548-4876-4 .
  • Shrum, Rebecca K. 2017. In the Looking Glass: Mirrors and Identity in Early America . Johns Hopkins University Press.

Referências

links externos