Imagem virtual
Em óptica, a imagem de um objeto é definida como o conjunto de pontos focais de raios de luz provenientes do objeto. Uma imagem real é o conjunto de pontos focais formados por raios convergentes, enquanto uma imagem virtual é o conjunto de pontos focais formados por extensões para trás de raios divergentes [en]. Em outras palavras, uma imagem virtual é encontrada traçando-se os raios reais que emergem de um dispositivo óptico (lente, espelho ou alguma combinação) para trás, até as origens percebidas ou aparentes das divergências dos raios.[1]
Existe um conceito de objeto virtual que é definido de forma semelhante; um objeto é virtual quando as extensões para a frente dos raios convergem em sua direção.[1] Isso é observado no traçado de raios para um sistema de múltiplas lentes ou uma lente divergente. Para a lente divergente, a extensão para a frente dos raios convergentes em direção à lente encontrará o ponto de convergência, de modo que esse ponto é um objeto virtual.[2]
Para uma lente (de refração), a imagem real de um objeto é formada no lado oposto da lente, enquanto a imagem virtual é formada no mesmo lado do objeto. Para um espelho (de reflexão), a imagem real está no mesmo lado do objeto, enquanto a imagem virtual está no lado oposto, ou "atrás", do espelho. Em diagramas de sistemas ópticos, os raios virtuais (que formam imagens virtuais) são convencionalmente representados por linhas pontilhadas, para contrastar com as linhas contínuas dos raios reais.[2]
Como os raios nunca convergem de fato, uma imagem virtual não pode ser projetada em uma tela [en], colocando-a no local da imagem virtual. Em contraste, uma imagem real pode ser projetada em uma tela, pois é formada por raios que convergem em um local real. Uma imagem real pode ser projetada em uma tela de reflexão difusa para que as pessoas possam ver a imagem (a imagem na tela funciona como um objeto a ser imageado pelos olhos humanos).[2]
- Um espelho plano forma uma imagem virtual posicionada atrás do espelho. Embora os raios de luz pareçam vir de trás do espelho, a luz da fonte só existe na frente do espelho. A imagem em um espelho plano não é magnificada (ou seja, a imagem tem o mesmo tamanho do objeto) e parece estar tão distante atrás do espelho quanto o objeto está na frente dele.[1]
- Uma lente divergente (aquela que é mais espessa nas bordas do que no meio) ou um espelho côncavo forma uma imagem virtual. Tal imagem é reduzida em tamanho quando comparada ao objeto original. Uma lente convergente (aquela que é mais espessa no meio do que nas bordas) ou um espelho convexo também é capaz de produzir uma imagem virtual se o objeto estiver dentro da distância focal. Tal imagem será magnificada. Em contraste, um objeto colocado na frente de uma lente convergente ou espelho côncavo em uma posição além da distância focal produz uma imagem real. Tal imagem será magnificada se a posição do objeto estiver dentro de duas vezes a distância focal, ou então a imagem será reduzida se o objeto estiver mais distante que essa distância.[1]