Rotazione di uno specchio piano. Studio della rotazione di uno specchio

Nei nostri studi sugli specchi piani abbiamo visto che sono superfici piatte levigate che riflettono l'immagine di un oggetto. Secondo la legge della riflessione, il raggio incidente, la retta normale alla superficie del piano dello specchio e il raggio riflesso appartengono allo stesso piano e l'angolo incidente è congruente con l'angolo di riflessione.

Quindi, uno specchio piano combina un'immagine virtuale, giusta e della stessa dimensione dell'oggetto, con questa immagine posizionata simmetricamente all'oggetto rispetto al piano dello specchio, cioè l'immagine ha la stessa distanza dallo specchio rispetto alla distanza del oggetto allo specchio. Vediamo la figura sopra: in essa abbiamo un raggio di luce che cade sulla superficie piana dello specchio fissata nel punto O. Possiamo vedere che il raggio viene riflesso esattamente seguendo la seconda legge della riflessione.

Vedi la figura sopra: in essa possiamo vedere che in posizione 1 abbiamo un raggio di luce incidente (Ri) e che Rr

₁ è il raggio riflesso. Se facciamo ruotare lo specchio attorno al punto fisso O di un angolo α vediamo che lo stesso raggio incidente Ri individua il raggio riflesso Rr₂, ora con lo specchio in posizione 2, come mostrato nella figura sopra.

Secondo la figura si ha, per la traiettoria descritta dal raggio, che:

io₁è il punto in cui il raggio di luce colpisce lo specchio, in posizione 1;
io₂ è il punto in cui il raggio luminoso colpisce lo specchio, esattamente in posizione 2;
α è l'angolo di rotazione dello specchio piano, in posizione fissa;
Δ è l'angolo di rotazione dei raggi riflessi, cioè è l'angolo tra Rr₁ e Rr_2;
io è il punto di intersezione tra i prolungamenti dei raggi di riflessione e di incidenza nella seconda posizione dello specchio.

Poiché la somma degli angoli interni di un triangolo è uguale a 180º, abbiamo:

+2a+(180°-2b)=180°

∆ =2b-2a

∆ =2(b-a)(io)

α=b-a (II)

Sostituendo (II) in (I), abbiamo:

∆ =2α

Quindi, possiamo definire che l'angolo di rotazione dei raggi riflessi è il doppio dell'angolo di rotazione dello specchio.

di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica

Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/rotacao-um-espelho-plano.htm