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konkaver spiegel, konvexer spiegel, sphärischer spiegel

Sphärische Spiegel

Ein sphärischer Spiegel ist ein Spiegel, der die Form eines aus einer sphärischen Glasoberfläche ausgeschnittenen Stücks hat. Die Oberfläche, auf der die Versilberung erfolgt, wird als versilberte Oberfläche bezeichnet, und die Lichtreflexion erfolgt von der anderen Oberfläche, die als reflektierende Oberfläche bezeichnet wird.

\(\stackrel\frown{AC}\) Teil der Hohlkugel ergibt einen konvexen Spiegel und \(\stackrel\frown{BD}\) Teil der Hohlkugel ergibt einen konkaven Spiegel

Ein konkaver Spiegel wird durch Versilbern der Außenfläche der Hohlkugel hergestellt, sodass eine Reflexion an der hohlen oder konkaven Oberfläche erfolgt.
Konvexe Spiegel werden durch Versilbern der Innenfläche hergestellt, so dass die Reflexion von der Außen- oder Wölbungsfläche erfolgt.

Begriffe im Zusammenhang mit sphärischen Spiegeln

Pole	Der geometrische Mittelpunkt der sphärischen Oberfläche des Spiegels. Es wird durch P dargestellt.
Krümmungsmittelpunkt	Der Krümmungsmittelpunkt des Spiegels ist der Mittelpunkt der Kugel, zu der der Spiegel gehört. Es wird durch C dargestellt.
Krümmungsradius	Es ist der Radius der Kugel, zu der der Spiegel gehört. Es wird durch R dargestellt.
Hauptachse	Gerade Linie, die den Pol und den Krümmungsmittelpunkt verbindet. Die Linie PC in der Abbildung unten stellt die Hauptachse dar. Es kann sich auf beiden Seiten der Stange erstrecken.

Lassen Sie uns nun verstehen, wie die Lichtstrahlen vom konkaven und konvexen Spiegel reflektiert werden.
Beide Spiegel reflektieren das Licht nach den Gesetzen der Reflexion, dh der Einfallswinkel (i) ist gleich dem Reflexionswinkel (r).

Wenn Lichtstrahlen auf einen sphärischen Spiegel parallel zur Hauptachse fallen, werden die Strahlen nach den Reflexionsgesetzen \(\angle i = \angle r\) reflektiert. Die Normale am Einfallspunkt erhält man, indem man diesen Punkt mit dem Krümmungsmittelpunkt C verbindet. Die reflektierten Strahlen treffen sich beim Hohlspiegel im Punkt F auf der Hauptachse. Dieser Punkt wird als Brennpunkt des Hohlspiegels bezeichnet. Bei einem konvexen Spiegel treffen die reflektierten Strahlen an keinem Punkt aufeinander, sondern sie scheinen von einem Punkt F auf der Hauptachse zu kommen; dieser Punkt wird Brennpunkt des konvexen Spiegels genannt. Der Fokus wird durch den Buchstaben F dargestellt.
Brennweite: Der Abstand des Fokus vom Pol des Spiegels wird als Brennweite des Spiegels bezeichnet. Die Brennweite in der obigen Abbildung ist die Entfernung PF.
f = PF
Die Brennweite (f) beträgt die Hälfte des Krümmungsradius.
\(f = \frac{1} {2}R\)

BILDER, DIE DURCH KUGELSPIEGEL ENTSTEHEN

Um das Bild eines Objekts aufgrund der Reflexion durch einen sphärischen Spiegel zu konstruieren, berücksichtigen Sie drei Strahlen:
1) Ein Strahl parallel zur Hauptachse verläuft nach der Reflexion im Falle eines konkaven Spiegels durch den Brennpunkt oder scheint im Falle eines konvexen Spiegels vom Brennpunkt zu kommen.
2) Ein Strahl, der durch den Krümmungsmittelpunkt verläuft, trifft senkrecht auf den sphärischen Spiegel und wird daher auf seinem eigenen Weg zurückreflektiert.
3) Der Strahl, der im Falle eines konkaven Spiegels durch den Fokus geht oder im Falle eines konvexen Spiegels durch den Fokus zu gehen scheint, wird parallel zur Hauptachse reflektiert.

Reales und virtuelles Bild: Ein reales Bild entsteht, wenn die reflektierten Strahlen tatsächlich an einem Punkt treffen. Es ist invertiert und kann auf dem Bildschirm abgerufen werden. Ein virtuelles Bild entsteht, wenn reflektierte Strahlen aufeinandertreffen und sie rückwärts erzeugen. Es ist aufrecht und kann nicht auf dem Bildschirm angezeigt werden.

Bilder, die von einem Hohlspiegel erzeugt werden

Strahlendiagramm	Spezifikation
	Position des Objekts : Im Unendlichen Position des Bildes : Im Fokus (F) Art des Bildes : Real, invertiert und verkleinert
	Position des Objekts : Jenseits des Krümmungsmittelpunkts (C) Position des Bildes : Zwischen Fokus (F) und dem Krümmungsmittelpunkt (C) Beschaffenheit des Bildes : Real, invertiert und kleiner als das Objekt
	Position des Objekts : Im Mittelpunkt der Krümmung (C) Position des Bildes : Im Zentrum der Krümmung (C) Art des Bildes : Echt invertiert und von gleicher Größe
	Position des Objekts : Zwischen dem Krümmungsmittelpunkt (C) und dem Fokus (F) Position des Bildes : Jenseits des Krümmungsmittelpunkts (C) Art des Bildes : Real, invertiert und größer als das Objekt
	Position des Objekts : Im Fokus (F) Position des Bildes : Unendlich Art des Bildes : Real, invertiert und stark vergrößert
	Position des Objekts : Zwischen Fokus (F) und Pol (P) Position des Bildes : Hinter dem Spiegel Art des Bildes : Virtuell, aufrecht und vergrößert

Bilder, die von einem konvexen Spiegel erzeugt werden

Strahlendiagramm	Spezifikation
	Position des Objekts : Im Unendlichen Position des Bildes: Im Fokus Beschaffenheit des Bildes: Auf den Punkt reduziert, virtuell und aufrecht
	Position des Objekts: An einem beliebigen anderen Punkt Position des Bildes: Zwischen Fokus und Pol Art des Bildes: Vermindert, virtuell und aufrecht

VERWENDUNG VON KONKAVEN SPIEGELN

• Konkaver Spiegel wird als Rasierspiegel verwendet: Ein konkaver Spiegel erzeugt ein aufrechtes und vergrößertes Bild eines in der Nähe befindlichen Objekts und wird daher als Rasierspiegel verwendet.
• Als Reflektor in Taschenlampen, Suchscheinwerfern und Autoscheinwerfern: Die Lichtquelle wird im Fokus des konkaven Reflektors platziert, sodass wir einen parallelen Strahl reflektierten Lichts erhalten.
  
• Verwendung eines Hohlspiegels als Kopfspiegel des Arztes: Wenn ein paralleler Lichtstrahl auf einen Hohlspiegel trifft, bündelt er den Strahl in einem Punkt, der als Fokus bezeichnet wird. Dadurch kann der Hohlspiegel als Kopfspiegel verwendet werden, um das Licht auf einen kleinen Bereich zu konzentrieren, den der Arzt untersuchen muss.

VERWENDUNG VON KONVEXSPIEGELN

• Konvexe Spiegel werden als Rückspiegel in Fahrzeugen verwendet: Das vom konvexen Spiegel erzeugte Bild ist ein aufrechtes, verkleinertes und virtuelles Bild und „erscheint“ nur wenige Zentimeter hinter der Spiegeloberfläche, während das eigentliche Objekt viel weiter entfernt ist Ansonsten „scheint“ es so zu sein! Der Grund dafür, dass der Außenspiegel auf der Beifahrerseite konvex ist, besteht darin, dem Fahrer ein großes Sichtfeld zu bieten.
• Als Reflektor in Straßenlaternen: Da der konvexe Spiegel die auf ihn einfallenden Lichtstrahlen streut, wird das Licht der vor dem konvexen Spiegel angebrachten Glühbirne über einen großen Bereich auf der Straße gestreut.

• Der konvexe Spiegel wird in Supermärkten und Banken eingesetzt, wo Wachsamkeit erforderlich ist. Es wird auch beim Abbiegen und Einparken eingesetzt, um Kollisionen zu vermeiden.

Aktivitäten

1. So finden Sie den Fokus des Hohlspiegels:
Nehmen Sie einen Hohlspiegel und halten Sie ihn so, dass er der Sonne zugewandt ist. Legen Sie nun ein Blatt Papier davor und stellen Sie den Abstand zum Spiegel so ein, dass auf dem Papier ein ganz kleines Bild der Sonne zu sehen ist. Bewahren Sie es einige Zeit auf und Sie werden feststellen, dass das Papier an dieser Stelle verkohlt. Dieser Punkt ist der Fokus des Hohlspiegels.

2. Nehmen Sie einen polierten Stahllöffel. Die Innenfläche des Löffels ist nach innen gewölbt und hat eine konkave Form, während die Außenfläche nach außen gewölbt ist und eine konvexe Form hat. Halten Sie den Löffel so, dass die Innenseite zu Ihnen zeigt. Bewegen Sie nun den Löffel von sich weg und Sie werden feststellen, dass das Bild auf den Kopf gestellt wird. Dies zeigt die Bildentstehung in einem Hohlspiegel. Halten Sie nun den Löffel mit der Außenfläche in Richtung Gesicht. Beobachten Sie nun das Bild. Sie werden feststellen, dass das Bild aufrecht, aber abgeschwächt ist, und wenn Sie den Löffel von sich wegbewegen, bleibt das Bild abgeschwächt und aufrecht. Dies zeigt die Bildentstehung in einem konvexen Spiegel.