Uno specchio sferico ha superficie riflettente appartenente a una sfera. Può essere concavo, se il centro di curvatura si trova davanti allo specchio, o convesso, se si trova dietro. È il modello più semplice per studiare formazione di immagini con superfici riflettenti curve.
In approssimazione parassiale, cioè per raggi vicini all’asse e piccoli angoli:
La distanza focale è:
L’ingrandimento trasversale è:
La convenzione dei segni è il punto delicato: bisogna sempre verificare quella usata dal testo. Con una convenzione reale comune, lo specchio concavo ha focale positiva e può formare immagini reali; lo specchio convesso ha focale negativa e forma immagini virtuali.
Per uno specchio concavo:
| Posizione dell’oggetto | Immagine |
|---|---|
| oltre il centro di curvatura | reale, rovesciata, ridotta |
| tra centro e fuoco | reale, rovesciata, ingrandita |
| tra fuoco e specchio | virtuale, diritta, ingrandita |
Per uno specchio convesso l’immagine di un oggetto reale è sempre virtuale, diritta e ridotta. Per questo gli specchi convessi sono usati per ampliare il campo visivo, per esempio in retrovisori o sorveglianza.
L’approssimazione parassiale trascura l’aberrazione sferica: raggi lontani dall’asse non convergono esattamente nello stesso fuoco dei raggi vicini all’asse. In strumenti ottici accurati si usano specchi parabolici, diaframmi o correzioni per ridurre questo difetto.
Un errore frequente è usare le formule degli specchi come quelle delle lenti senza controllare il verso dei raggi riflessi. La riflessione cambia la geometria del problema e rende indispensabile una convenzione coerente per distanze, fuochi e immagini virtuali.
Vedi anche: Ottica geometrica, Riflessione e trasmissione delle onde, Lente sottile, Formulario di onde e ottica.