O que acontece com um raio que incide num espelho esférico na direção do centro de curvatura?

É refletido de volta pela mesma trajetória (incidência normal), não indo ao foco.

Explicação:
Pelo princípio da reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
Quando um raio aponta para o centro de curvatura (C), ele incide na superfície normalmente (a normal local passa por C) e, portanto, retorna pela mesma trajetória.
Em espelhos convexos o foco é virtual e está relacionado ao raio de curvatura por \(f=\tfrac{R}{2}\). Raios paralelos ao eixo parecem divergir do foco virtual, mas raios dirigidos a C não são desviados para F.

exemplo:
Considere um espelho convexo com raio de curvatura \(R=10\ \text{cm}\). Então \(f=\tfrac{R}{2}=\tfrac{10}{2}=5\ \text{cm}\).
- Um raio paralelo ao eixo parece divergir de um ponto a \(5\ \text{cm}\) atrás do vértice (foco virtual).
- Um raio que incida exatamente na direção de \(C\) atinge a superfície perpendicularmente e volta pela mesma linha, não passando por \(F\).