Enxergamos o mundo de cabeça para baixo?

É verdade que enxergamos as coisas de cabeça para baixo? Sim, é verdade... Você deve ter ficado surpreso em saber. O mais interessante é entender o porquê.

Nossos olhos possuem lentes, sendo elas a córnea e o cristalino. As lentes proporcionam a capacidade de a luz sofrer um desvio, ou seja, mudar um pouco a direção de propagação. Quando a luz incide no olho, penetra a córnea e atinge e atravessa o cristalino, sofre um pouco de desvio. Como pode ser observado abaixo [Figura 16]:

O cristalino é uma lente convergente. Mas o que é uma lente convergente? Quando um raio de luz incide em uma lente convergente e o atravessa, eles são convergidos para um único ponto. Isso acontece com os raios luminosos após atravessarem o cristalino, neste caso eles são convergidos para um único ponto, localizados sobre a retina. Ao fazer o segmento dos raios, a imagem formada é invertida.

A formação de imagem no olho humano segue os princípios de formação de imagens em espelhos côncavos. Como assim? Para entender um pouco mais, vamos falar um pouco sobre os espelhos esféricos.

Chamamos espelho esférico qualquer calota esférica que seja polida e possua alto poder de reflexão. Uma esfera possui duas partes sendo uma interna e outra externa. Quando considerarmos a superfície interna como refletiva o chamamos de espelho côncavo, por outro lado ao considerarmos a superfície externa como refletiva chamamos este de espelho convexo [Figura 17].

Assim como os espelhos planos obedecem duas leis de reflexão as mesmas também são obedecidas pelos espelhos esféricos, obtendo eles angulo incidente e ângulo refletido iguais assim como a reta normal no centro do raio incidente e refletido [Figura 18].

Os espelhos esféricos são compostos por elementos que conheceremos a seguir [Figura 19]:

C é o centro da esfera;
V é o vértice da calota;
O eixo que passa pelo centro e pelo vértice da calota é chamado eixo principal.
As demais retas que cruzam o centro da esfera são chamadas eixos secundários.
O ângulo, que mede a distância angular entre os dois eixos secundários que cruzam os dois pontos mais externos da calota, é a abertura do espelho.
O raio da esfera R que origina a calota é chamado raios de curvatura do espelho.

Nos espelhos côncavos podemos observar que todos os raios luminosos que incidem a uma determinada direção paralela ao eixo secundário convergem para um mesmo ponto, a esse ponto damos o nome de Foco, o foco é a metade do raio de curvatura do espelho [Figura 20].

No caso dos espelhos convexos os raios incidentes são prolongados e esse prolongamento é que passa pelo foco [Figura 21].

Um objeto colocado à frente de um espelho esférico, seja ele côncavo ou convexo, terá sua imagem formada a partir da intersecção entre dois ou mais raios refletidos em virtude de dois ou mais raios incidentes. Contudo os espelhos esféricos obedecem algumas propriedades a seguir:

Raio incidente paralelo ao eixo principal [Figura 22] :

Quando o raio incidente chega ao espelho paralelamente ao eixo principal este é refletido na direção do foco.

No olho ocorre dessa forma, os raios de luz incidem paralelo ao cristalino e são convergidos passando pelo foco, que nesse caso se encontra sobre a retina, onde a imagem será formada [Figura 23].

Raio incidente na direção do foco (F) [Figura 24].

Quando o raio incidente chega ao espelho na direção do foco este é refletido paralelamente ao eixo principal.

Raio incidente na direção do centro de curvatura (C) [Figura 25]

Quando o raio incidente chega ao espelho na direção do centro de curvatura este é refletido sobre si mesmo.

Raio incidente na direção do vértice (V) [Figura 26]

Quando o raio incidente chega ao espelho na direção do vértice este é refletido simetricamente em relação ao eixo principal.

Se o espelho que tivermos for convexo, o objeto sobre o eixo principal esteja ele na posição que estiver, terá sua imagem também sobre o eixo principal e sempre com as mesmas características sendo elas virtual (do outro lado do espelho), direita (na mesma posição do objeto) e menor que o objeto, assim como a imagem formada pelo olho [Figura 27].

Para os espelhos côncavos as características da imagem serão determinadas a partir do comportamento dos raios que saem do objeto em direção ao espelho.