Back to the topics list

bolle spiegel, holle spiegel, sferische spiegel

Bolvormige spiegels

Een sferische spiegel is een spiegel die de vorm heeft van een stuk dat uit een bolvormig glasoppervlak is gesneden. Het oppervlak waarop verzilvering wordt gedaan, wordt het verzilverde oppervlak genoemd en de weerkaatsing van licht vindt plaats vanaf het andere oppervlak dat het reflecterende oppervlak wordt genoemd.

\(\stackrel\frown{AC}\) deel van holle bol maakt convexe spiegel en \(\stackrel\frown{BD}\) deel van holle bol maakt een concave spiegel

Concave spiegel wordt gemaakt door het buitenoppervlak van de holle bol zodanig te verzilveren dat reflectie plaatsvindt vanaf het holle of concave oppervlak.
Bolle spiegel wordt gemaakt door het binnenoppervlak zodanig te verzilveren dat reflectie plaatsvindt vanaf het buiten- of bolle oppervlak.

Termen met betrekking tot sferische spiegel

Pool	Het geometrische middelpunt van het bolvormige oppervlak van de spiegel. Het wordt vertegenwoordigd door P.
Centrum van kromming	Het krommingsmiddelpunt van de spiegel is het middelpunt van de bol waarvan de spiegel deel uitmaakt. Het wordt vertegenwoordigd door C .
Krommingsstraal	Het is de straal van de bol waarvan de spiegel deel uitmaakt. Het wordt vertegenwoordigd door R .
Hoofdas	Rechte lijn die de pool en het krommingsmiddelpunt verbindt. De lijn PC in onderstaande figuur geeft de hoofdas weer. Het kan zich aan weerszijden van de paal uitstrekken.

Laten we nu begrijpen hoe de lichtstralen worden gereflecteerd door de concave en convexe spiegel.
Beide spiegels reflecteren het licht volgens de reflectiewetten, dwz de invalshoek(i) is gelijk aan de reflectiehoek(r).

Wanneer lichtstralen op een sferische spiegel vallen evenwijdig aan de hoofdas , worden de stralen gereflecteerd volgens de reflectiewetten, \(\angle i = \angle r\) . De normaal op het invalspunt wordt verkregen door dit punt te verbinden met het krommingsmiddelpunt C. De gereflecteerde stralen in het geval van de concave spiegel ontmoeten elkaar in punt F op de hoofdas. Dit punt wordt het brandpunt van de concave spiegel genoemd. In het geval van een bolle spiegel ontmoeten de gereflecteerde stralen elkaar op geen enkel punt, maar lijken ze afkomstig te zijn van een punt F op de hoofdas, dit punt wordt het brandpunt van de bolle spiegel genoemd. Focus wordt weergegeven door de letter F.
Brandpuntsafstand: de afstand van het brandpunt tot de pool van de spiegel wordt de brandpuntsafstand van de spiegel genoemd. De brandpuntsafstand in bovenstaande figuur is afstand PF.
f = PF
De brandpuntsafstand (f) is de helft van de kromtestraal.
\(f = \frac{1} {2}R\)

BEELDEN GEVORMD DOOR SFERISCHE SPIEGEL

Om het beeld van een object te construeren als gevolg van reflectie door een bolvormige spiegel, overweeg drie stralen:
1) Straal evenwijdig aan de hoofdas, na reflectie, gaat door het brandpunt in het geval van een concave spiegel of lijkt uit het brandpunt te komen in het geval van een bolle spiegel.
2) De straal die door het krommingsmiddelpunt gaat, valt normaal op de sferische spiegel, daarom worden de stralen teruggekaatst langs zijn eigen pad.
3) Straal die door het brandpunt gaat in het geval van een concave spiegel of door het brandpunt lijkt te gaan in het geval van de bolle spiegel, wordt evenwijdig aan de hoofdas gereflecteerd.

Echt en virtueel beeld: Een echt beeld wordt gevormd wanneer de gereflecteerde stralen elkaar daadwerkelijk op een punt ontmoeten. Het is omgekeerd en kan op het scherm worden verkregen. Een virtueel beeld wordt gevormd wanneer gereflecteerde stralen elkaar ontmoeten bij het naar achteren produceren ervan. Het is rechtopstaand en kan niet op het scherm worden weergegeven.

Beelden gevormd door een concave spiegel

Stralendiagram	Specificatie
	Positie van het object : Op oneindig Positie van het beeld : bij focus(F) Aard van het beeld : Echt, omgekeerd en verminderd
	Positie van het object : voorbij het krommingsmiddelpunt (C) Positie van het beeld : Tussen focus(F) en krommingsmiddelpunt(C) Aard van het beeld : Echt, omgekeerd en kleiner dan het object
	Positie van het object : in het midden van de kromming (C) Positie van de afbeelding : in het midden van de kromming (C) Aard van het beeld : Echt omgekeerd en van dezelfde grootte
	Positie van het object : tussen het middelpunt van de kromming (C) en focus (F) Positie van het beeld : voorbij het krommingsmiddelpunt (C) Aard van het beeld : Echt, omgekeerd en groter dan het object
	Positie van het object : In de focus(F) Positie van de afbeelding : oneindig Aard van het beeld : Echt, omgekeerd en sterk vergroot
	Positie van het object : Tussen de focus(F) en pool(P) Positie van het beeld : Achter de spiegel Aard van het beeld : Virtueel, rechtopstaand en vergroot

Beelden gevormd door een bolle spiegel

Straaldiagram	Specificatie
	Positie van het object : Op oneindig Positie van het beeld: in focus Aard van het beeld: Verkleind tot een punt, virtueel en rechtopstaand
	Positie van het object: Op elk ander punt Positie van het beeld: tussen focus en paal Aard van het beeld: Verkleind, virtueel en rechtopstaand

GEBRUIK VAN CONCAVE SPIEGEL

• Concave spiegel wordt gebruikt als scheerspiegel: een concave spiegel vormt een rechtopstaand en vergroot beeld van een dichtbij geplaatst object en wordt daarom gebruikt als scheerspiegel.
• Als reflector in zaklamp, zoeklicht en autokoplamp: De lichtbron wordt in het brandpunt van de concave reflector geplaatst zodat we een evenwijdige straal gereflecteerd licht krijgen.
  
• Gebruik van concave spiegel als doktershoofdspiegel: als een evenwijdige lichtstraal op een concave spiegel valt, convergeert deze de straal naar een punt dat de focus wordt genoemd. Hierdoor kan de concave spiegel worden gebruikt als hoofdspiegel om het licht te concentreren op een klein gebied dat de arts moet onderzoeken.

GEBRUIK VAN CONVEX SPIEGEL

• Bolle spiegel wordt gebruikt als achteruitkijkspiegel in voertuigen: het beeld gevormd door de bolle spiegel is een rechtopstaand, verkleind en virtueel beeld en het "verschijnt" slechts enkele centimeters achter het oppervlak van de spiegel, terwijl het eigenlijke object veel verder is verder "lijkt" het te zijn! De reden dat de buitenspiegel aan de passagierszijde bol is, is om de bestuurder een groot gezichtsveld te geven.
• Als reflector in straatlantaarns: Aangezien een bolle spiegel lichtstralen die erop vallen divergeert, divergeert het licht van de lamp die voor de bolle spiegel is geplaatst over een groot gebied in de straat.

• De bolle spiegel wordt gebruikt in supermarkten en banken waar waakzaamheid geboden is. Het wordt ook gebruikt bij het afslaan en parkeren om aanrijdingen te voorkomen.

Activiteiten

1. Om de focus van de concave spiegel te vinden:
Neem een ​​holle spiegel en houd hem zo dat hij naar de zon is gericht. Leg er nu een stuk papier voor en pas de afstand tot de spiegel zo aan dat er een heel klein beeld van de zon op het papier te zien is. Bewaar het een tijdje en je zult merken dat het papier op dit punt verkoolt. Dit punt is het brandpunt van de concave spiegel.

2. Neem een ​​gepolijste stalen lepel. Het binnenoppervlak van de lepel is naar binnen gebogen en heeft een holle vorm, terwijl het buitenoppervlak naar buiten gebogen is en een bolle vorm heeft. Houd de lepel zo dat de binnenkant naar u toe is gericht. Beweeg nu de lepel van je af en je zult merken dat het beeld omgekeerd wordt. Dit toont de beeldvorming in een concave spiegel. Houd nu de lepel met de buitenkant naar je gezicht gericht. Bekijk nu het beeld. U zult zien dat het beeld rechtop staat maar kleiner wordt en wanneer u de lepel van u af beweegt, blijft het beeld kleiner en rechtop staan. Dit toont de beeldvorming in een bolle spiegel.