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specchio concavo, specchio convesso, specchio sferico

Specchi sferici

Uno specchio sferico è uno specchio che ha la forma di un pezzo ritagliato da una superficie di vetro sferica . La superficie su cui si esegue l'argentatura è detta superficie argentata e la riflessione della luce avviene dall'altra superficie detta superficie riflettente.

\(\stackrel\frown{AC}\) parte della sfera cava forma uno specchio convesso e \(\stackrel\frown{BD}\) parte della sfera cava forma uno specchio concavo

Lo specchio concavo è realizzato argentando la superficie esterna della sfera cava in modo tale che la riflessione avvenga dalla superficie cava o concava.
Lo specchio convesso è realizzato argentando la superficie interna in modo tale che la riflessione avvenga dalla superficie esterna o rigonfia.

Termini relativi allo specchio sferico

Polo	Il centro geometrico della superficie sferica dello specchio. È rappresentato da P.
Centro di curvatura	Il centro di curvatura dello specchio è il centro della sfera di cui lo specchio fa parte. È rappresentato da C.
Raggio di curvatura	È il raggio della sfera di cui fa parte lo specchio. È rappresentato da R.
Asse principale	Retta che unisce il polo e il centro di curvatura. La linea PC nella figura sottostante rappresenta l'asse principale. Può estendersi su entrambi i lati del palo.

Cerchiamo ora di capire come i raggi luminosi vengono riflessi dallo specchio concavo e convesso.
Entrambi gli specchi riflettono la luce seguendo le leggi della riflessione, cioè l'angolo di incidenza (i) è uguale all'angolo di riflessione (r).

Quando i raggi di luce cadono su uno specchio sferico parallelo all'asse principale , i raggi vengono riflessi seguendo le leggi di riflessione, \(\angle i = \angle r\) . La normale nel punto di incidenza si ottiene congiungendo questo punto al centro di curvatura C. I raggi riflessi nel caso dello specchio concavo si incontrano nel punto F sull'asse principale. Questo punto è chiamato fuoco dello specchio concavo . Nel caso di uno specchio convesso, i raggi riflessi non si incontrano in nessun punto, ma sembrano provenire da un punto F sull'asse principale, questo punto è detto fuoco dello specchio convesso. Il fuoco è rappresentato dalla lettera F.
Lunghezza focale: la distanza del fuoco dal polo dello specchio è chiamata lunghezza focale dello specchio. La lunghezza focale nella figura sopra è la distanza PF.
f = P.F
La lunghezza focale (f) è la metà del raggio di curvatura.
\(f = \frac{1} {2}R\)

IMMAGINI FORMATE DALLO SPECCHIO SFERICO

Per costruire l'immagine di un oggetto dovuta alla riflessione di uno specchio sferico si considerino tre raggi:
1) Il raggio parallelo all'asse principale, dopo la riflessione, passa per il fuoco nel caso di uno specchio concavo o sembra provenire dal fuoco nel caso di uno specchio convesso.
2) Il raggio che passa per il centro di curvatura incide normalmente sullo specchio sferico, quindi i raggi vengono riflessi indietro lungo il proprio percorso.
3) Raggio che passa per il fuoco nel caso di uno specchio concavo o sembra passare per il fuoco nel caso di uno specchio convesso viene riflesso parallelamente all'asse principale.

Immagine reale e virtuale: un'immagine reale si forma quando i raggi riflessi si incontrano effettivamente in un punto. È invertito e può essere ottenuto sullo schermo. Un'immagine virtuale si forma quando i raggi riflessi si incontrano producendoli all'indietro. È eretto e non può essere ottenuto sullo schermo.

Immagini formate da uno specchio concavo

Diagramma dei raggi	Specifica
	Posizione dell'oggetto : All'infinito Posizione dell'immagine : A fuoco(F) Natura dell'immagine : reale, capovolta e diminuita
	Posizione dell'oggetto : Oltre il centro di curvatura (C) Posizione dell'immagine : tra il fuoco (F) e il centro di curvatura (C) Natura dell'immagine : reale, capovolta e più piccola dell'oggetto
	Posizione dell'oggetto : Al centro della curvatura (C) Posizione dell'immagine : Al centro della curvatura (C) Natura dell'immagine : Capovolto reale e della stessa dimensione
	Posizione dell'oggetto : tra il centro di curvatura (C) e il fuoco (F) Posizione dell'immagine : Oltre il centro di curvatura (C) Natura dell'immagine : reale, capovolta e più grande dell'oggetto
	Posizione dell'oggetto : Al centro (F) Posizione dell'immagine : Infinito Natura dell'immagine : reale, invertita e fortemente ingrandita
	Posizione dell'oggetto : tra il fuoco (F) e il polo (P) Posizione dell'immagine : dietro lo specchio Natura dell'immagine : Virtuale, eretta e ingrandita

Immagini formate da uno specchio convesso

Diagramma dei raggi	Specifica
	Posizione dell'oggetto : All'infinito Posizione dell'immagine: A fuoco Natura dell'immagine: rimpicciolita fino a un certo punto, virtuale e verticale
	Posizione dell'oggetto: in qualsiasi altro punto Posizione dell'immagine: tra il fuoco e il palo Natura dell'immagine: Diminuita, virtuale e verticale

UTILIZZO DI SPECCHI CONCAVI

• Lo specchio concavo viene utilizzato come specchio da barba: uno specchio concavo forma un'immagine eretta e ingrandita di un oggetto posto vicino ad esso, pertanto viene utilizzato come specchio da barba.
• Come riflettore in torce, proiettori e fari di automobili: la fonte di luce è posizionata nel fuoco del riflettore concavo in modo da ottenere un raggio parallelo di luce riflessa.
  
• Uso dello specchio concavo come specchio della testa del medico: se un raggio di luce parallelo incide su uno specchio concavo, converge il raggio in un punto chiamato fuoco. Questo fatto consente di utilizzare lo specchio concavo come specchio frontale per concentrare la luce su una piccola area che il medico deve esaminare.

UTILIZZO DI SPECCHI CONVESSI

• Lo specchio convesso viene utilizzato come specchietto retrovisore nei veicoli: l'immagine formata dallo specchio convesso è un'immagine eretta, ridotta e virtuale, e "appare" a pochi centimetri dietro la superficie dello specchio mentre l'oggetto reale è molto più lontano lontano da ciò che “sembra” essere! Il motivo per cui lo specchietto retrovisore esterno sul lato passeggero è convesso è per offrire al conducente un ampio campo visivo.
• Come riflettore nei lampioni stradali: mentre lo specchio convesso diverge i raggi di luce incidenti su di esso, la luce della lampadina posta davanti allo specchio convesso diverge su una vasta area della strada.

• Lo specchio convesso viene utilizzato nei supermercati e nelle banche dove è richiesta la vigilanza. Viene utilizzato anche per uscire dalla strada e parcheggiare per evitare collisioni.

Attività

1. Per trovare il fuoco dello specchio concavo:
Prendi uno specchio concavo e tienilo in modo che sia rivolto verso il sole. Ora posiziona un pezzo di carta davanti ad esso e regola la sua distanza dallo specchio in modo tale che sulla carta si veda un'immagine molto piccola del sole. Conservalo per un po 'di tempo e noterai che a questo punto i caratteri della carta. Questo punto è il fuoco dello specchio concavo.

2. Prendi un cucchiaio di acciaio lucido. La superficie interna del cucchiaio è curvata verso l'interno e ha una forma concava mentre la superficie esterna è curvata verso l'esterno e ha una forma convessa. Tieni il cucchiaio in modo tale che la superficie interna sia rivolta verso di te. Ora allontana il cucchiaio da te e noterai che l'immagine si inverte. Questo mostra la formazione dell'immagine in uno specchio concavo. Ora tieni il cucchiaio con la superficie esterna rivolta verso il tuo viso. Ora osserva l'immagine. Osserverai che l'immagine è eretta ma rimpicciolita e quando allontani il cucchiaio da te l'immagine rimane rimpicciolita ed eretta. Questo mostra la formazione dell'immagine in uno specchio convesso.