Espelho

Um espelho refletindo a imagem de um vaso

Um espelho de primeira superfície revestido com alumínio e reforçada com revestimentos dielétricos. O ângulo da luz incidente (representado pela luz no espelho e pela sombra atrás dele) corresponde exatamente ao ângulo de reflexão (a luz refletida brilhando sobre a mesa).

4.5 metros (15 pés)-tall espelho acústico perto de Kilnsea Grange, East Yorkshire, Reino Unido, da Primeira Guerra Mundial. O espelho engrandeceu o som de aproximar o inimigo Zeppelins para um microfone colocado no ponto focal. As ondas sonoras são muito mais longas do que as ondas de luz, assim o objeto produz reflexos difusos no espectro visual.

Um espelho ou espelho é um objeto que reflete uma imagem. A luz refletida em um espelho mostrará uma imagem do que estiver à sua frente, quando focalizada 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 espectador veja a si mesmo ou a objetos atrás dele, ou até mesmo objetos que estejam em um ângulo, 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 as pessoas fabricam espelhos de uma variedade de materiais há milhares de anos, como pedra, metais e vidro. Nos espelhos modernos, metais como prata ou alumínio são frequentemente usados devido à sua alta refletividade, aplicados como uma camada fina no vidro devido à sua superfície naturalmente lisa e muito dura.

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

Ao olhar para um 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 produz uma imagem não distorcida de aparência real, enquanto um espelho curvo pode distorcer, ampliar ou reduzir a imagem de várias maneiras, mantendo intactas as linhas, contraste, nitidez, cores e outras propriedades da imagem.

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

De acordo com superstições, quebrar um espelho traz sete anos de azar.

Os termos "espelho" e "refletor" pode ser usado para objetos que refletem quaisquer outros tipos de ondas. 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. 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

Esquerda: Espelho de bronze, New Kingdom of Egypt, Eighteenth Dynasty, 1540-1296 BC, Cleveland Museum of Art (EUA)
Certo. mulher sentada segurando um espelho; grego antigo tático vermelho-figura lekythos pelo pintor Sabouroff, c. 470-460 BC, Museu Arqueológico Nacional, Atenas (Grécia)

Afresco romano de uma mulher que fixa seu cabelo usando um espelho, de Stabiae, Itália, século I dC

Detalhe do espelho convexo do retrato de Arnolfini, Bruges, 1434 AD

'Adorando-se', detalhe de 'Admonições da Instrução para o Palácio Senhoras', cópia da dinastia Tang de um original pelo pintor chinês Gu Kaizhi, c. 344–405 AD

Uma escultura de uma senhora olhando para um espelho, de Halebidu, Índia, século XII

Pré-história

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

Os primeiros espelhos fabricados eram pedaços de pedra polida, como a obsidiana, um vidro vulcânico natural. Exemplos de espelhos de obsidiana encontrados na Anatólia (atual Turquia) foram datados de cerca de 6000 AEC. Espelhos de cobre polido foram criados na Mesopotâmia a partir de 4.000 AEC e no antigo Egito por volta de 3.000 AEC. Espelhos de pedra polida da América Central e do Sul datam de cerca de 2.000 a.C. 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, alguns dos primeiros exemplos de bronze e cobre sendo produzidos pela cultura Qijia. Esses espelhos de metal permaneceram a norma até a Antiguidade greco-romana e durante toda a Idade Média na Europa. Durante o Império Romano, os espelhos de prata eram amplamente utilizados pelos criados.

Speculum metal é uma liga altamente reflexiva de cobre e estanho que foi usada para espelhos até alguns séculos atrás. Esses espelhos podem ter se originado na China e na Índia. Espelhos de metal especular ou qualquer metal precioso eram difíceis de produzir e eram propriedade apenas dos ricos.

Espelhos de metal comuns embaciavam 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 exortava os jovens a se olharem no espelho para que, se fossem belos, se tornassem dignos de sua beleza, e se fossem feios, saberiam 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 sopro de vidro. O estudioso romano Plínio, o Velho, afirma que 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 terceiro século.

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 baixa qualidade, alto custo e tamanho pequeno dos espelhos de vidro, 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 EC. O metal descoberto foi revestido com um amálgama e depois aquecido até que o mercúrio fervesse.

Idade Média e Renascimento

Espelho de vermeil do século XVIII no Musée des Arts décoratifs, Estrasburgo

Espelho com incrustada de volta lacada com 4 phoenixes segurando fitas em suas bocas. Dinastia Tang. Cidade de Xi'an Oriental

A evolução dos espelhos de vidro na Idade Média seguiu as melhorias na tecnologia de fabricação de vidro. Os fabricantes de vidro na França fabricavam 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 do comprimento e desenrolá-lo sobre uma chapa quente. Os vidreiros venezianos também adotaram o vidro de chumbo para os espelhos, devido à sua clareza cristalina e facilidade de trabalho. No século 11, os espelhos de vidro estavam sendo produzidos na Espanha mourisca.

Durante o início do Renascimento na Europa, uma técnica de douramento a fogo desenvolvida para produzir um revestimento de estanho uniforme e altamente reflexivo para espelhos de vidro. A parte de trás do vidro foi revestida com um amálgama de estanho-mercúrio, e o mercúrio foi então evaporado pelo aquecimento da peça. Esse processo causava menos choque térmico no vidro do que o antigo método de chumbo fundido. 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 40 polegadas (100 cm) quadrados.

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

Revolução Industrial

A invenção da máquina de fita no final da Revolução Industrial permitiu que painéis de vidro modernos fossem produzidos a granel. A fábrica Saint-Gobain, fundada por iniciativa real na França, era um fabricante importante, e o vidro boêmio e alemão, muitas vezes bastante mais barato, também era importante.

A invenção do espelho de vidro prateado é creditada ao químico alemão Justus von Liebig em 1835. Seu processo de deposição úmida envolvia a deposição de uma fina camada de prata metálica sobre o vidro por meio da redução química do nitrato de prata. Este processo de prateação foi adaptado para fabricação em massa e levou a uma maior disponibilidade de espelhos acessíveis.

Tecnologias contemporâneas

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 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 de eletrodos em lâmpadas de descarga de gás e condensado nas paredes de vidro formando um revestimento semelhante a um espelho. O fenômeno, chamado de pulverização catódica, foi desenvolvido em um método industrial de revestimento de metal com o desenvolvimento da tecnologia de semicondutores na década de 1970.

Um fenômeno semelhante foi observado com lâmpadas incandescentes: o metal no 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 de telescópio 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, para que a luz não tenha que atravessar o vidro duas vezes. Nesses espelhos, o metal pode ser protegido por uma fina camada transparente de 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 para usar revestimentos multicamadas.

Espelhos em chamas

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

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, materiais refletivos, métodos de fabricação e aplicação pretendida.

Por forma

Formas típicas de espelho são planas, convexas e côncavas.

A superfície dos espelhos curvos geralmente faz parte de uma esfera. Os espelhos destinados a concentrar com precisão os raios de luz paralelos em um ponto geralmente são 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. Em vez disso, pode ser usado um espelho segmentado, composto por vários espelhos planos ou curvos, devidamente posicionados e orientados.

Os espelhos que se destinam a concentrar a luz solar 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 um acabamento liso.

Retrovisores prateados

Os espelhos mais comuns consistem em uma placa de vidro transparente, com uma fina camada refletora no verso (o lado oposto à luz incidente e refletida) recoberta por um revestimento que protege essa camada contra abrasão, manchas e corrosão. O vidro é geralmente de cal sodada, mas o 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 na superfície frontal e/ou traseira do espelho, para evitar ferimentos caso o espelho se quebre. 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 frontais prateados

Os espelhos que são reflexivos na superfície frontal (do 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 de telescópio geralmente usam vidro de qualquer maneira. Freqüentemente, um revestimento protetor transparente é adicionado no topo da camada refletora, para protegê-la contra abrasão, manchas e corrosão, ou para absorver certos comprimentos de onda.

Espelhos flexíveis

Espelhos finos de plástico flexível às vezes são usados por segurança, uma vez que não podem quebrar ou produzir flocos pontiagudos. Sua planicidade é alcançada esticando-os em uma estrutura rígida. Estes geralmente consistem em uma camada de alumínio evaporado entre duas camadas finas de plástico transparente.

Por material refletivo

Um espelho dielétrico funciona 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, as múltiplas reflexões interferem construtivamente. Pilhas podem consistir de alguns a centenas de casacos individuais.

Um espelho quente usado em uma câmera para reduzir o olho vermelho

Em espelhos comuns, a camada refletora geralmente é 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 refletora 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. Pratos côncavos de metal são freqüentemente usados para refletir a luz infravermelha (como em aquecedores de ambiente) ou microondas (como em antenas de TV via satélite). Telescópios de metal líquido usam uma superfície de metal líquido, como mercúrio.

Espelhos que refletem apenas parte da luz, enquanto transmitem parte do restante, 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 deixa passar outros comprimentos de onda. Um espelho frio é um espelho dicróico que reflete eficientemente todo o espectro de luz visível enquanto transmite comprimentos de onda infravermelhos. Um espelho quente é o oposto: reflete a luz infravermelha enquanto transmite a luz visível. 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 são refletidos em uma superfície de metal altamente precisa em ângulos quase rasantes, e apenas uma pequena fração dos raios é refletida. Nos 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 movendo-se a uma velocidade extremamente alta.

Espelhos ópticos não lineares

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

Princípios físicos

Um espelho reflete ondas de luz para o observador, preservando a curvatura e divergência da onda, para formar uma imagem quando focada através da lente do olho. O ângulo da onda impingente, como atravessa a superfície do espelho, combina o ângulo da onda refletida.

Quando um feixe suficientemente estreito de luz se reflete em um ponto de uma superfície, a direção normal da superfície n→ → Não. será o bissetor do ângulo formado pelas duas vigas nesse ponto. Isso é, o vetor de direção u→ → {displaystyle {vec {u}}} para a fonte dos feixes de incidentes, o vetor normal n→ → Não., e vetor de direção v→ → {displaystyle {vec {v}}} do feixe refletido será coplanar, e o ângulo entre n→ → Não. e v→ → {displaystyle {vec {v}}} será igual ao ângulo de incidência entre n→ → Não. e u→ → {displaystyle {vec {u}}}, mas de sinal oposto.

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

• Quando feixes paralelos de luz se refletem em uma superfície de avião, os raios refletidos também serão paralelos.
• Se a superfície refletindo for concave, as vigas refletidas serão convergentes, pelo menos até certo ponto e para alguma distância da superfície.
• Um espelho convexo, por outro lado, refletirá raios paralelos para 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 espelhada côncava fizer parte de um elipsóide prolato, ela refletirá qualquer raio proveniente de um foco em direção ao outro foco.

Um espelho parabólico convexo, por outro lado, refletirá raios paralelos ao seu eixo em raios que parecem emanar do foco da superfície, atrás do espelho. Por outro lado, ele refletirá os raios incidentes que convergem em direção a esse ponto em raios 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 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 se comportará de maneira muito semelhante a um espelho parabólico cujo eixo passa pelo centro do espelho e pelo centro dessa esfera; de modo que os espelhos esféricos podem substituir os parabólicos em muitas aplicações.

Uma aberração semelhante ocorre com 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 ao tentar formar uma imagem de um objeto que está perto do espelho ou abrange um grande ângulo visto a partir 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 espelhadas

Um espelho reverte 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 (direita e esquerda permanecem nos lados corretos, mas a imagem aparece de cabeça para baixo), porque o ângulo normal de incidência aponta verticalmente para a água.

Um espelho reflete uma imagem real (azul) de volta ao observador (vermelho), formando uma imagem virtual; uma ilusão perceptual que os objetos na imagem estão por trás da superfície do espelho e de frente para a direção oposta (roxo). As flechas indicam a direção das imagens reais e percebidas, e a reversão é análoga à visualização de um filme com o filme virado para trás, exceto a "tela" é a retina do espectador.

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 em um espelho, ambas veem imagens diferentes na mesma superfície. Quando as ondas de luz convergem através da lente do olho, elas interferem umas nas outras para formar a imagem na superfície da retina e, como ambos os observadores veem ondas vindas 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 o dobro do ângulo entre o olho e a 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 do que quer que esteja 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 em frente ao espelho. Objetos atrás do observador, ou entre o observador e o espelho, são refletidos de volta para o observador sem nenhuma 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 lateralmente invertidos (por exemplo, se alguém levantar a mão direita, a mão esquerda da imagem parecerá subir no espelho), mas não verticalmente invertida (na imagem a cabeça de uma pessoa ainda aparece acima de seu corpo). No entanto, um espelho na verdade não "troca" esquerda e direita mais do que troca superior e inferior. Um espelho troca frente e verso. Para ser mais preciso, ele inverte o objeto na direção perpendicular à superfície do espelho (a normal), virando a imagem tridimensional do avesso (como uma luva arrancada da mão pode ser virada do avesso, transformando uma luva da mão esquerda em uma luva direita ou vice-versa). 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 pessoa imaginária no espelho está literalmente do avesso, com a mão e tudo. Se a pessoa ficar de frente para um espelho, o espelho realmente inverte as mãos esquerda e direita, ou seja, objetos que estão fisicamente mais próximos do espelho sempre aparecem mais próximos na imagem virtual, e objetos mais distantes da superfície sempre aparecem simetricamente mais distantes. longe, independentemente do ângulo.

Olhar para uma imagem de si mesmo com o eixo frente-trás invertido resulta na percepção de uma imagem com o eixo esquerda-direita 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 se olha no espelho, a imagem é na verdade invertida (de dentro para fora), que é um efeito semelhante à ilusão da máscara oca. Observe que uma imagem espelhada é fundamentalmente diferente do objeto (de dentro para fora) e não pode ser reproduzida simplesmente girando o objeto. Um objeto e sua imagem especular são ditos quirais.

Para coisas que podem ser consideradas como objetos bidimensionais (como texto), a inversão frente-trás geralmente não pode explicar a inversão observada. Uma imagem é uma representação bidimensional de um espaço tridimensional e, por existir 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 colocado 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 inversões observadas em imagens de objetos efetivamente bidimensionais é que a inversão de esquerda e 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 que essa pessoa realmente se enfrente (ou seja: gêmeos), um teria que se virar fisicamente e encarar o outro, causando uma troca real de direito e esquerda. Um espelho causa uma ilusão de inversão esquerda-direita porque a esquerda e a direita não foram trocadas quando a imagem parece ter se voltado para o observador. A navegação egocêntrica do observador (esquerda e direita em relação ao ponto de vista do observador; ou seja: "minha esquerda...") é inconscientemente substituída por sua navegação alocêntrica (esquerda e direito quando relata o ponto de vista do 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, voltado para o observador e afastado da superfície, na verdade trocando esquerda e direita, para ser lido no espelho.

Propriedades ópticas

Refletividade

Quatro espelhos diferentes, mostrando a diferença na refletividade. No sentido horário da esquerda superior: dielétrico (80%), alumínio (85%), cromo (25%), e prata reforçada (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 antirreflexo à luz púrpura, assim produziu uma reflexão fantasma do bulbo 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, embora em alguns casos uma parte também possa ser transmitida. Embora uma pequena porção da luz seja absorvida pelo revestimento, a refletividade é geralmente maior para espelhos de primeira superfície, eliminando as perdas por reflexão e absorção do substrato.

A refletividade geralmente é 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, mais barato e mais resistente ao embaçamento do que a prata e reflete de 85 a 90% da luz na faixa do visível ao quase ultravioleta, mas apresenta 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 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 no 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 contra arranhões ou manchas. Os materiais dielétricos são normalmente muito duros e relativamente baratos, no entanto, o número de camadas necessárias geralmente o torna um processo caro. Em espelhos com tolerâncias baixas, a espessura do revestimento pode ser reduzida para economizar custos e simplesmente coberta com tinta para absorver a transmissão.

Qualidade da superfície

Erros de planicidade, como dunas onduladas em toda a superfície, produziram esses artefatos, distorção e baixa qualidade de imagem na reflexão de 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. O aumento da qualidade da superfície reduz a distorção, artefatos e aberrações nas imagens e ajuda a aumentar a coerência, a colimação e a reduzir divergências indesejadas nos feixes. Para espelhos planos, isso geralmente é 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 é medida 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 planicidade perfeita. Os espelhos retificados e polidos 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, semelhante a uma tira bimetálica.

Rugosidade da superfície

A rugosidade da superfície descreve a textura da superfície, muitas vezes em termos de profundidade dos arranhões microscópicos deixados pelas operações de polimento. A rugosidade da superfície determina quanto do reflexo é especular e quanto difunde, controlando a nitidez ou desfoque da imagem.

Para uma reflexão perfeitamente especular, a rugosidade da superfície deve ser mantida menor que o comprimento de onda da luz. As micro-ondas, que às vezes têm um comprimento de onda maior que uma polegada (~ 25 mm), podem refletir especularmente em uma porta de tela de metal, camadas de gelo continental ou areia do deserto, enquanto a luz visível, com comprimentos de onda de apenas algumas centenas de nanômetros (algumas centésimos de milésimo de polegada), deve encontrar uma superfície muito lisa para produzir reflexão especular. Para comprimentos de onda que se aproximam ou são ainda menores 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 grão ou ~½λ–¼λ sendo "qualidade ótica".

Transmissividade

Um dielétrico, laser de saída-coupler que é 75-80% reflexivo entre 500 e 600 nm, em um prisma de cunha 3° feito de vidro de quartzo. Esquerda: O espelho é altamente reflexivo para amarelo e verde, mas altamente transmissivo para vermelho e azul. Certo. O espelho transmite 25% da luz laser de 589 nm. Como as partículas de fumaça difração mais luz do que elas refletem, o feixe parece muito mais brilhante ao refletir de volta para o observador.

A transmissividade é determinada pela porcentagem de luz transmitida por luz incidente. A transmissividade é geralmente a mesma tanto da primeira quanto da segunda superfície. A combinação de luz transmitida e refletida, subtraída da luz incidente, mede a quantidade absorvida pelo revestimento e pelo substrato. Para espelhos transmissivos, como espelhos unidirecionais, divisores de feixe ou acopladores de saída de laser, a transmissividade do espelho é uma consideração importante. A transmissividade de revestimentos metálicos é frequentemente 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 do revestimento deve sempre ser mantida em altas tolerâncias, mas geralmente é mais o número de revestimentos individuais que determina a transmissividade. Para o substrato, o material utilizado também deve ter boa transmissividade aos 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 infravermelhos 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 de 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 óticas com faces paralelas têm algum 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 na luz, desviando sua trajetória ou, em grau muito leve, sua cor, causando aberrações cromáticas e outras formas. Em alguns casos, uma ligeira cunha é desejável, como em certos sistemas de laser onde as reflexões dispersas da superfície não revestida são melhor dispersas do que refletidas de volta através do meio.

Defeitos de superfície

Defeitos de superfície são imperfeições descontínuas e de pequena escala na suavidade da superfície. Os defeitos de 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, escavações, buracos (geralmente de bolhas no vidro), lustrosos (arranhões de operações de polimento de grãos maiores anteriores que não foram totalmente removidos por grãos de polimento subsequentes), lascas de borda ou manchas no revestimento. Esses defeitos geralmente são 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 dispersão de luz extremamente baixa, 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 mantidos no mínimo.

Fabricação

Polindo o espelho primário para o Telescópio Espacial Hubble. Um desvio na qualidade da superfície de aproximadamente 4λ resultou em imagens pobres inicialmente, o que foi eventualmente compensado por usar óptica corretiva.

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

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

Revestimento

Prata

O revestimento de vidro com uma camada reflexiva de um metal é geralmente chamado de "prateamento", mesmo que o metal não seja prateado. Atualmente os principais processos são galvanoplastia, "úmido" deposição química e deposição a vácuo Os espelhos de metal com revestimento frontal atingem refletividades de 90–95% quando novos.

Revestimento dielétrico

Aplicações que requerem maior refletividade ou maior durabilidade, onde largura de banda larga não é essencial, usam revestimentos dielétricos, que podem atingir refletividades tão altas quanto 99,997% em uma faixa limitada de comprimentos de onda. Por serem frequentemente quimicamente estáveis e não conduzirem eletricidade, os revestimentos dielétricos são quase sempre aplicados por métodos de deposição a vácuo e, mais comumente, por deposição por evaporação. Como os revestimentos são geralmente transparentes, as perdas por 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 obtida de várias maneiras, incluindo pulverização catódica, deposição por evaporação, deposição de arco, deposição de gás reativo e revestimento iônico, entre muitas outras.

Modelo e polimento

Tolerâncias

Os espelhos podem ser fabricados com 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. Apertar as tolerâncias permite imagens melhores e mais precisas ou transmissão de feixe em distâncias maiores. Em sistemas de imagem, isso pode ajudar a reduzir anomalias (artefatos), distorção ou desfoque, mas a um custo muito maior. 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.

Aplicativos

Um vidro de cheval

Reflexões em um espelho convexo esférico. O fotógrafo é visto no canto superior direito.

Um espelho lateral em um carro de corrida

Espelho retrovisor

Garagem pessoal

Os espelhos são comumente usados como auxiliares na higiene pessoal. Eles podem variar de tamanhos pequenos (portáteis) a tamanhos de corpo inteiro; eles podem ser portáteis, móveis, fixos ou ajustáveis. Um exemplo clássico de espelho regulável é o vidro cheval, que o usuário pode inclinar.

Segurança e visualização mais fácil

Espelhos Convex

Espelho de convexo colocado na garagem de estacionamento.

Os espelhos de convexo fornecem um campo de visão mais amplo do que os espelhos lisos, e são frequentemente usados em veículos, especialmente grandes caminhões, para minimizar os pontos cegos. Às vezes eles são colocados em junções de estrada, e em cantos de sites como estacionamentos para permitir que as pessoas vejam em torno de cantos para evitar bater em outros veículos ou carrinhos de compras. Eles também são às vezes usados como parte de sistemas de segurança, de modo que uma única câmera de vídeo pode mostrar mais de um ângulo de cada vez. Espelhos convexos como decoração são usados no design interior para fornecer um efeito predominantemente experiencial.

Espelhos de boca ou "espelhos convencionais"

Os dentistas usam espelhos da boca ou "espelhos convencionais" para permitir visão indireta e iluminação dentro da boca. Suas superfícies reflexivas podem ser planas ou curvas. Espelhos de boca também são comumente usados pela mecânica para permitir a visão em espaços apertados e em torno de cantos em equipamentos.

Espelhos retrovisores

Espelhos retrovisores são amplamente utilizados em veículos (como automóveis ou bicicletas), para permitir que os motoristas vejam outros veículos que vêm 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 unidirecionais

Espelhos unidirecionais

Espelhos unidirecionais (também chamados de espelhos bidirecionais) funcionam através da luz transmitida dim esmagadora com luz refletida brilhante. Um verdadeiro espelho unidirecional que realmente permite que a luz seja transmitida em uma direção apenas sem exigir energia externa não é possível, pois viola a segunda lei da termodinâmica.:

Janelas de ida

Janelas unidirecionais podem ser feitas para trabalhar com luz polarizada no laboratório sem violar a segunda lei. Este é um paradoxo aparente que derrubou alguns grandes físicos, embora não permita um espelho de um sentido prático para uso no mundo real. Os isoladores ópticos são dispositivos unidirecionais que são 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 milhas) em um dia claro. Tribos nativas americanas e numerosos militares usaram essa técnica para transmitir informações entre postos avançados distantes.

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

Tecnologia

Televisores e projetores

Os espelhos microscópicos são um elemento central de muitos dos maiores televisores e projetores de vídeo de alta definição. Uma tecnologia comum desse tipo é o Texas Instruments'; DLP. 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, existe 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 do LCD ativados (pixel desativado). Os televisores e projetores baseados em LCoS geralmente usam 3 chips, um para cada cor primária.

Grandes espelhos são usados em televisores de retroprojeção. A luz (por exemplo, de um DLP conforme discutido acima) é "dobrada" por um ou mais espelhos para que o aparelho de televisão seja compacto.

Energia solar

Troughs parabólicos perto de Harper Lake na Califórnia

Os espelhos são partes integrantes de uma usina de energia solar. O mostrado na imagem adjacente usa energia solar concentrada de uma série de calhas parabólicas.

Instrumentos

E-ELT segmentos de espelho sob teste

Telescópios e outros instrumentos de precisão usam prateado frontal ou espelhos de primeira superfície, onde a superfície refletora é colocada na frente (ou primeira) superfície do vidro (isso elimina o reflexo da superfície do vidro espelhos traseiros comuns ter). Alguns deles usam prata, mas a maioria é de alumínio, que é mais reflexivo 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 tipicamente aplicados por deposição a vácuo. Um revestimento protetor geralmente é aplicado antes que o espelho seja removido do vácuo, porque o revestimento começa a corroer assim que é exposto ao oxigênio e à umidade do ar. Os espelhos prateados frontais precisam ser polidos ocasionalmente para manter sua qualidade. Existem espelhos ópticos, como os espelhos mangin, que são espelhos de segunda superfície (revestimento reflexivo na superfície traseira) como parte de seus designs ópticos, geralmente para corrigir aberrações ópticas.

Deformável espelho de casca fina. É 1120 milímetros através, mas apenas 2 milímetros de espessura, tornando-se 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 seja mais reflexivo à luz visível e mais transmissivo à luz infravermelha.

Um espelho quente é o oposto, o revestimento reflete preferencialmente o infravermelho. Às vezes, as superfícies espelhadas recebem revestimentos de película fina para retardar a degradação da superfície e aumentar sua refletividade em partes do espectro onde serão usados. Por exemplo, 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 dielétrico usado em um laser de corante. O espelho é mais de 99% reflexivo em 550 nanometers, (amarelo), mas permitirá que a maioria das outras cores passar.

Um espelho dielétrico usado em lasers afináveis. 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 só reflete os tons avermelhados do papel azul.

Para trabalhos ópticos científicos, espelhos dielétricos são frequentemente usados. Estes são substratos de vidro (ou às vezes de outro material) sobre os quais uma ou mais camadas de material dielétrico são depositadas, para formar um revestimento óptico. Pela 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 frequentemente usados em lasers.

Na astronomia, a óptica adaptativa é uma técnica para medir distorções de imagens variáveis e adaptar um espelho deformável 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. Espelhos para ondas de rádio (às vezes conhecidos como refletores) são elementos importantes dos radiotelescópios.

Periscópios simples usam espelhos.

Espelhos frente a frente

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

• Interferômetro de Fabry-Pérot
• Laser (que contém uma cavidade óptica)
• Caleidoscópio 3D para concentrar a luz
• vela solar reforçada

Aplicações militares

A tradição afirma 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 em um navio. Tentativas anteriores de incendiar um barco usando apenas os espelhos de bronze disponíveis no livro de Arquimedes. o tempo não teve sucesso e o tempo necessário para acender a nave tornaria seu uso impraticável, resultando na equipe MythBusters considerando o mito "quebrado". No entanto, descobriu-se que os espelhos dificultavam muito a visão dos passageiros do barco visado; tal cenário poderia ter impedido os atacantes e fornecido a origem da lenda. (Veja torre de energia solar para um uso prático desta técnica.)

Iluminação sazonal

Um espelho multifacetado no Conservatório do Palácio de Kibble, 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, 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 pensando em 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, particularmente em arranha-céus modernos e pós-modernos nas grandes cidades. Os primeiros exemplos incluem o Campbell Center em Dallas, inaugurado em 1972, e a John Hancock Tower (concluída em 1976) em Boston.

Mais recentemente, dois arranha-céus projetados pelo arquiteto Rafael Viñoly, o Vdara em Las Vegas e o 20 Fenchurch Street em Londres, tiveram problemas incomuns devido a seus exteriores de vidro curvo côncavo atuando como refletores 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 chamuscar os nadadores na piscina do hotel, bem como derreter copos de plástico e sacolas de compras; funcionários do hotel se referiram ao fenômeno como o "Vdara death ray", também conhecido como "fryscraper." Em 2013, a luz do sol refletida na 20 Fenchurch Street derreteu partes de um carro Jaguar estacionado nas proximidades e queimou ou incendiou o carpete de uma barbearia próxima. Este edifício foi apelidado de "walkie-talkie" porque sua forma era supostamente semelhante a um determinado modelo de rádio bidirecional; mas depois que sua tendência de superaquecer os objetos ao redor se tornou conhecida, o apelido mudou para "walkie-scorchie".

Belas artes

Pinturas

Titian's Vênus com um espelho

Pintores retratando alguém olhando para um espelho geralmente também mostram o reflexo da pessoa. Este é um tipo de abstração - na maioria dos casos, o ângulo de visão é tal que o reflexo da pessoa não deve ser visível. Da mesma forma, nos filmes e na fotografia, um ator ou atriz geralmente é 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:

• Édouard Manet's Um bar no Folies-Bergère (1882)
• Titian's Vênus com um espelho
• Jan van Eyck's Retrato de Arnolfini
• Pablo Picasso Menina antes de um espelho (1932)
• Diego Velázquez Rokeby Venus
• Diego Velázquez Las Meninas (onde o espectador é tanto o observador - de um auto-retrato em progresso - e o observado) e as muitas adaptações dessa pintura em vários meios de comunicação
• Veronese's Vênus com um espelho

Artistas têm usado espelhos 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 deseja ver se toda a sua imagem concorda com o que você retratou da natureza tomar um espelho e refletir o objeto real nele. Compare o que se reflete com sua pintura e considere cuidadosamente se ambas as semelhanças do assunto correspondem, particularmente no que diz respeito ao espelho."
• Muitos auto-retratos são possíveis através do uso de espelhos, tais como grandes auto-retratos por Dürer, Frida Kahlo, Rembrandt, e Van Gogh. M. C. Escher usou formas especiais de espelhos, a fim de alcançar uma visão muito mais completa de seus arredores do que por observação direta em Mão com Esfera Refletiva (1935), também conhecido como Auto-retrato em espelho esférico).

Às vezes, os 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 adequado e posicionado.

Escultura

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

• Anamorfose projetando escultura em espelhos

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

• As esculturas compostas inteiramente ou em parte dos espelhos incluem:
  • Infinity Também dói, um espelho, vidro e escultura de silicone pelo artista Seth Wulsin
  • Espelho de céu, uma escultura pública do artista Anish Kapoor

Outros meios artísticos

Grove Of Mirrors por Hilary Arnold Baker, Romsey

Alguns outros artistas contemporâneos usam espelhos como material de arte:

• Um espelho mágico chinês é um dispositivo em que a face do espelho de bronze projeta a mesma imagem que foi lançada em suas costas. Isto é devido a curvaturas minúsculas em sua frente.
• A holografia especular usa um grande número de espelhos curvos incorporados em uma superfície para produzir imagens tridimensionais.
• Pinturas em superfícies de espelho (como espelhos de vidro impressos em serigrafia)
• Instalações de espelho especial:
  • Siga-me espelho labirinto por artista, Jeppe Hein (veja também, Entretenimento: Mirror labzes, abaixo)
  • Espelho Neon Cube por artista, Jeppe Hein

Função religiosa do espelho real e representado

Na Idade Média, os espelhos existiam em várias formas para usos múltiplos. Principalmente eles eram usados como um acessório para a higiene pessoal, mas também como símbolos de amor cortês, feitos de marfim nos centros de escultura em marfim em Paris, Colônia e no sul da Holanda. Tiveram também a sua utilização em contextos religiosos ao serem integrados numa forma especial de insígnias de peregrinos ou caixas de espelhos de estanho/chumbo Dos finais do século XIV. Os inventários ducais da Borgonha mostram-nos que os duques possuíam uma massa de espelhos ou objectos com espelhos, não só com iconografia ou inscrições religiosas, mas combinados com relicários, pinturas religiosas ou outros objectos que serviam de forma distinta para a piedade pessoal. Considerando os espelhos nas pinturas e nas iluminuras de livros como artefatos retratados e tentando tirar conclusões sobre suas funções a partir do cenário retratado, uma dessas funções é auxiliar na oração pessoal para alcançar o autoconhecimento e o conhecimento de Deus, de acordo com a teologia contemporânea. fontes. Por exemplo, o famoso Arnolfini-Wedding de Jan van Eyck mostra uma constelação de objetos que podem ser reconhecidos como aqueles que permitiriam a um homem orante usá-los para sua piedade pessoal: o espelho cercado por cenas da Paixão para refletir sobre ele e sobre si mesmo, um rosário como um dispositivo neste processo, o banco velado e almofadado para usar como um prie-dieu e os sapatos abandonados que apontam na direção em que o homem rezando se ajoelhou. O significado metafórico dos espelhos representados é complexo e de muitas camadas, por ex. como um atributo de Maria, o "speculum sine macula" (espelho sem mácula), ou como atributos de sabedoria e conhecimento erudito e teológico, conforme aparecem nas iluminuras de livros de diferentes evangelistas e autores de tratados teológicos. Espelhos representados – orientados nas propriedades físicas de um espelho real – podem ser vistos como metáforas de conhecimento e reflexão e são, portanto, capazes de lembrar os observadores a refletir e se conhecer. O espelho pode funcionar simultaneamente como símbolo e como 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 de 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. Não é apenas a Morte como um cadáver ou esqueleto segurando o espelho para o pessoal ainda vivo de pinturas, iluminuras e gravuras, mas o crânio aparece nas superfícies convexas dos espelhos retratados, mostrando ao observador real e pintado sua face futura.

Decoração

Espelho de chaminé e overmantel, c. 1750 V&A Museu no 738:1 a 3-1897

Óculos com espelhos – Prezi HQ

Um espelho de bar com o logotipo do uísque de Dunville.

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

• Espelhos, tipicamente grandes e sem moldura, são frequentemente usados na decoração interior para criar uma ilusão de espaço e amplificar o tamanho aparente de uma sala. Eles também vêm enquadrados em uma variedade de formas, como o vidro do cais e o espelho de overmantel.
• Espelhos também são usados em algumas escolas de feng shui, uma antiga prática chinesa de colocação e arranjo de espaço para alcançar a harmonia com um ambiente.
• A suavidade de espelhos antigos é às vezes replicada por artesãos contemporâneos para uso em design de interiores. Estes espelhos antigos de reprodução são obras de arte e podem trazer cor e textura a uma superfície reflexiva de outra forma dura, fria.
• Uma esfera de reflexão decorativa de vidro revestido de metal fino, trabalhando como um espelho de largo ângulo de redução, é vendido como um ornamento de Natal chamado um búzio.
• Alguns pubs e bares penduram espelhos representando o logotipo de uma marca de bebidas alcoólicas, cerveja ou estabelecimento de bebidas.

Entretenimento

• As bolas de disco rotativas iluminadas com espelhos pequenos são usadas para lançar pontos de luz em movimento em torno de um chão de dança.
• O salão de espelhos, comumente encontrado em parques de diversões, é uma atração na qual um número de espelhos distorcidos produzem reflexos incomuns do visitante.
• Espelhos são empregados em caleidoscópios, dispositivos de entretenimento pessoais inventados na Escócia C.1815 por Sir David Brewster.
• Os espelhos são frequentemente usados em magia para criar uma ilusão. Um efeito chama-se fantasma do Pepper.
• Os labirintos de espelho, muitas vezes encontrados em parques de diversões contêm grande número de espelhos e folhas de vidro. A ideia é navegar na matriz desorientadora sem bater nas paredes. Espelhos em atrações como esta são muitas vezes feitos de Plexiglas para evitar quebras.

Cinema e televisão

Os espelhos aparecem em muitos filmes e programas de TV:

• Cisne preto é um filme de terror psicológico que frequentemente incorpora espelhos. Espelhos fraturados são proeminentes no filme, e a personagem Nina se esfaqueia com uma peça quebrada de espelho.
• Candyman é um filme de terror sobre um espírito malévolo chamado por falar seu nome na frente de um espelho.
• Conan o destruidor apresenta uma câmara embutida com espelho no fundo do castelo de Thoth-Amon. Os espelhos são usados pela primeira vez em uma forma ilusória para enganar Conan uma vez que ele é separado por seus companheiros, e durante uma sequência de batalha é descoberto que, quebrando os espelhos, ele é capaz de danificar e eventualmente derrotar o feiticeiro invulnerável Thoth-Amon.
• Morto da Noite é um filme de terror de antologia com um segmento intitulado "The Haunted Mirror", no qual um espelho lança um feitiço assassino.
• Doutor., Doutor Estranho no Multiverso da Loucurae Homem-Aranha: Sem Caminho apresentam a dimensão do espelho fictício, uma dimensão paralela no Universo Marvel que reflete objetos como um espelho, mas em direções diferentes.
• Entre no Dragão 's cena de luta icônica e final ocorre em uma sala espelhada. Os espelhos criam múltiplas reflexões dos movimentos de luta, mas são eventualmente esmagados.
• O andarilho e Sopa de pato conter uma cena de espelho em que uma pessoa finge comicamente ser o reflexo do espelho de outra pessoa. Esta cena de espelho foi imitada em outros filmes de comédia e programas de TV.
• Hamlet! tem uma sala de trono com paredes espelhadas. Hamlet, interpretado por Kenneth Branagh, dá seu famoso discurso com as palavras "ser ou não ser", olhando para esses espelhos.
• Harry Potter e a Pedra Filosofal inclui o Espelho mágico de Erised.
• Recepção contém espelhos criados em uma sequência de sonho. Ariadne cria dois espelhos voltados uns aos outros que formam um número infinito de espelhos refletidos.
• Última noite em Soho é um filme de terror psicológico com várias cenas de espelho. A personagem Ellie ocasionalmente vê o fantasma de sua mãe em espelhos.
• A Matriz usa várias reflexões e espelhos ao longo do filme. Neo observa um espelho quebrado e os objetos diferentes criam reflexos.
• Espelho é um filme de drama de Andrei Tarkovsky que inclui várias cenas com espelhos e várias cenas filmadas em reflexão.
• Espelho espelho é um filme de comédia de fantasia baseado em Branca de Neve que apresenta uma casa de espelho e rainha do espelho.
• Mirrors é um filme de terror sobre espelhos assombrados que refletem diferentes cenas do que aqueles na frente deles.
• Persona depende de sequências de espelhos para mostrar como as duas mulheres, Bibi e Liv, se refletem e se tornam mais iguais.
• Polterge III características espelhos que não refletem a realidade e que podem ser usados como portais para uma vida após a morte.
• Psicólogo por Alfred Hitchock tem vários tiros com espelhos que refletem personagens.
• Oculus é um filme de terror sobre um espelho assombrado que faz com que as pessoas alucinem e cometem atos de violência.
• Orfeu inclui um tema importante de espelhos em conexão com o envelhecimento e a morte.
• Driver de Táxi tem uma cena notável com um espelho em que o personagem Travis, interpretado por Robert De Niro, pergunta a si mesmo a famosa linha, "Você fala comigo?"
• A Senhora de Xangai tem um salão climático de espelhos cena que se tornou uma trope em narrativas de cinema.
• Balanço de Ragem termina com o personagem Jake falando com ele mesmo em um espelho, uma cena que foi reutilizado em Noites de Boogie.
• O brilho é um filme de terror que inclui várias cenas com espelhos. Sempre que o personagem Jack encontra um fantasma, um espelho está presente.
• O décimo Reino minissérie exige que os personagens usem um espelho mágico para viajar entre Nova York (o 10o Reino) e os Nove Reinos de conto de fadas.
• A Zona de Crepúsculo episódio "The Mirror" apresenta um espelho que o personagem Clemente acredita pode fornecer visões e informações sobre os inimigos.
• Nós é um filme de terror que inclui uma garota vendo um doppelgänger de si mesma em uma casa de espelhos em um funhouse. As imagens do espelho refletem as semelhanças nos clones em todo o filme.
• Vertigens inclui várias aparências de espelhos com Scottie e Madeleine no quadro.

Literatura

Uma ilustração da página 30 de Mjallhvír (Snow White) uma tradução islandesa de 1852 do conto de fadas da versão Grimm

Taijitu dentro de um quadro de trigramas e um espelho demoníaco. Estes encantos são acreditados para assustar espíritos malignos e proteger uma habitação da má sorte

Os espelhos aparecem na literatura:

• As passagens bíblicas cristãs, 1 Coríntios 13:12 ("Através de um Vidro Escurecido") e 2 Coríntios 3:18, referenciam um espelho-imagem dim ou uma pobre reflexão-espelho.
• Narciso da mitologia grega desperdiça enquanto olha, auto-estima, em sua reflexão na água.
• Em outro lugar na mitologia grega, Perseu é dito ter derrotado o Gorgon Medusa com a ajuda de um escudo espelhado que lhe permitiu evitar o efeito petrificante de sua sinistro apenas vendo sua reflexão.
• A história da dinastia Song Zizhi Tongjian Espelho Abrangente em Ajuda à Governança por Sima Guang é tão intitulado porque "espelho" (., jiàn) é usado metaforicamente em chinês para se referir a obter insight refletindo sobre a experiência passada ou história.
• No conto de fadas europeu, Branca de Neve (coletado pelos Irmãos Grimm em 1812), a rainha má pergunta: "Mirror, espelho, na parede... quem é o mais justo de todos?"
• No Aarne-Thompson-Uther Index tale tipo ATU 329, "Hiding from the Devil (Princess)", o protagonista deve encontrar uma maneira de se esconder de uma princesa, que, em muitas variantes, possui um espelho mágico que pode ver o mundo inteiro.
• No famoso poema de Tennyson A Senhora de Shalott (1833, revisada em 1842), o personagem titular possui um espelho que lhe permite olhar para o povo de Camelot, como ela está sob uma maldição que a impede de ver Camelot diretamente.
• Hans Christian O conto de fadas de Andersen A Rainha da Neve, apresenta o diabo, em uma forma de um troll maligno, que fez um espelho mágico que distorce a aparência de tudo o que reflete.
• Lewis Carroll's Através do Looking-Glass e o que Alice encontrou lá (1871) tornou-se um dos melhores exemplos do uso de espelhos na literatura. O próprio texto utiliza uma narrativa que espelha a do seu antecessor, Aventuras de Alice no País das Maravilhas.
• No romance de Oscar Wilde, A imagem de Dorian Gray (1890), um retrato serve como um espelho mágico que reflete a verdadeira Visage do protagonista perpetuamente jovem, bem como o efeito em sua alma de cada ato pecaminoso.
• W. H. Auden's villanelle "Miranda" repete o refrão: "Meu querido é meu como espelhos são solitários".
• A história curta Tlön, Uqbar, Orbis Tertius (1940) por Jorge Luis Borges começa com a frase "Eu devo a descoberta de Uqbar à conjunção de um espelho e uma enciclopédia" e contém outras referências a espelhos.
• A armadilha, uma curta história de H.P. Lovecraft e Henry S. Whitehead, centra-se em torno de um espelho. "Foi em uma certa quinta-feira de manhã em dezembro que toda a coisa começou com esse movimento incontável que eu pensei que eu vi no meu antigo espelho de Copenhaga. Algo, pareceu-me, agitado - algo refletido no vidro, embora eu estivesse sozinho em meus aposentos."
• Objetos mágicos na série Harry Potter (1997-2011) incluem o Espelho dos Espelhos Erizados e de duas vias.
• Sob Apêndice: Planos Variantes & Cosmologies da Dungeons & Dragons Manual dos aviões (2000), é The Plane of Mirrors (página 204). Ele descreve o Plano dos Espelhos como um espaço existente atrás de superfícies reflexivas, e experiente pelos visitantes como um longo corredor. O maior perigo para os visitantes ao entrar no avião é a criação instantânea de um espelho-se com o alinhamento oposto do visitante original.
• O espelho Ladrão, um romance de Martin Seay (2016), inclui um relato fictício de espionagem industrial que envolve a fabricação de espelhos em Veneza do século XVI.
• Imagem do Reaper, uma curta história de Stephen King, diz respeito a um raro espelho de Elizabeth que exibe a imagem de Reaper quando visto, o que simboliza a morte do espectador.
• Kilgore Trout, protagonista do romance de Kurt Vonnegut Pequeno-almoço dos Campeões, acredita que os espelhos são janelas para outros universos, e refere-se a eles como "leaks", um motivo recorrente no livro.
• Em A comunhão do anel por J. R. R. Tolkien, o Espelho de Galadriel permite ver as coisas do passado, presente e possível futuro. O espelho também aparece na adaptação do filme.

Teste de espelho

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

• Todos os grandes macacos:
  • Humanos. Os seres humanos tendem a falhar o teste do espelho até que eles tenham cerca de 18 meses de idade, ou o que os psicanalistas chamam de "estágio do espelho".
  • Bonobos
  • Chimpanzés
  • Orangutans
  • Gorilas. Inicialmente, pensava-se que gorilas não passaram no teste, mas agora existem vários relatórios bem documentados de gorilas (como Koko) passando pelo teste.
• Golfinhos de Bottlenose
• Orcas
• Elefantes
• Magpies europeus