Ejercicios: Reflexión e imágenes en espejos planos

Un rayo de luz incide sobre el espejo plano de un baño. El ángulo entre el rayo incidente y la normal (la línea perpendicular al espejo) es de $35^\circ$. Enuncia la ley de la reflexión y da el ángulo de reflexión medido desde la normal.

Sofia está parada a $2.0\ \text{m}$ frente a un espejo plano en el estudio de baile de su escuela. ¿A qué distancia detrás del espejo parece estar su imagen, y a qué distancia está ella de su imagen?

Clasifica la imagen formada por un espejo plano respondiendo cada pregunta: ¿es real o virtual? ¿Es derecha o invertida? ¿Es más grande, más pequeña o del mismo tamaño que el objeto?

Marcus mide $1.80\ \text{m}$ de estatura y está parado a $3.0\ \text{m}$ de un espejo plano vertical. Camina hacia el espejo con rapidez constante de $1.2\ \text{m/s}$ durante $1.5\ \text{s}$. (a) ¿A qué distancia del espejo está al final? (b) ¿A qué distancia está de su imagen al final? (c) ¿Con qué rapidez se acerca su imagen a él mientras camina?

Un puntero láser sobre una mesa de laboratorio envía un rayo hacia un espejo plano colocado horizontalmente sobre la mesa. El rayo forma un ángulo de $30^\circ$ con la superficie del espejo (no con la normal). Halla el ángulo de incidencia, el ángulo de reflexión y el ángulo entre el rayo incidente y el rayo reflejado.

Aaliyah sostiene un pequeño objeto en forma de flecha de $4.0\ \text{cm}$ de alto, apuntando hacia arriba, a $10\ \text{cm}$ frente a un espejo plano. Describe cómo ubicar la imagen de la punta de la flecha con dos rayos trazados desde la punta. Luego indica la altura de la imagen, su distancia detrás del espejo y la dirección hacia la que apunta.

Ethan mide $1.70\ \text{m}$ de estatura, con los ojos a $1.60\ \text{m}$ del piso. Quiere verse el cuerpo completo en un espejo plano vertical colgado en la pared. (a) Usando la ley de la reflexión y diagramas de rayos, halla la altura mínima del espejo. (b) Halla a qué altura sobre el piso debe estar el borde inferior del espejo. (c) Ethan se aleja más del espejo. ¿Cambia la altura mínima del espejo? Justifica tu respuesta.

Dos espejos planos se unen en ángulo recto ($90^\circ$) y forman una esquina. Un objeto pequeño está dentro de la esquina, a $0.20\ \text{m}$ de un espejo y a $0.30\ \text{m}$ del otro. Considera que los espejos se unen a lo largo de una línea vertical y observa el montaje desde arriba. Usando coordenadas con la esquina en el origen, coloca los espejos a lo largo del eje $x$ positivo y del eje $y$ positivo, de modo que el objeto está en $(0.30, 0.20)$ en metros. (a) Halla las coordenadas de las dos imágenes formadas por una sola reflexión. (b) Halla las coordenadas de la tercera imagen, formada por reflexión en ambos espejos. (c) Explica con un diagrama de rayos por qué una persona que mira hacia la esquina ve tres imágenes.