Back to the topics list

konkav spegel, konvex spegel, sfärisk spegel

Sfäriska speglar

En sfärisk spegel är en spegel som har formen av en bit utskuren ur en sfärisk glasyta. Ytan som man försilvrar på kallas den försilvrade ytan och reflektionen av ljus sker från den andra ytan som kallas den reflekterande ytan.

\(\stackrel\frown{AC}\) del av den ihåliga sfären gör en konvex spegel och \(\stackrel\frown{BD}\) en del av den ihåliga sfären gör en konkav spegel

Konkav spegel tillverkas genom att försilvra den ihåliga sfärens yttre yta så att reflektion sker från den ihåliga eller konkava ytan.
Konvex spegel tillverkas genom att försilvra den inre ytan så att reflektion sker från yttre eller utbuktande yta.

Termer relaterade till sfärisk spegel

Pol	Det geometriska mitten av spegelns sfäriska yta. Den representeras av P .
Krökningscentrum	Spegelns krökningscentrum är mitten av sfären som spegeln är en del av. Den representeras av C .
Krökningsradie	Det är radien för den sfär som spegeln är en del av. Den representeras av R .
Huvudaxel	Rak linje som förbinder stolpen och krökningens centrum. Linjen PC i figuren nedan representerar huvudaxeln. Den kan sträcka sig på vardera sidan av stolpen.

Låt oss nu förstå hur ljusstrålarna reflekteras från den konkava och konvexa spegeln.
Båda speglarna reflekterar ljuset enligt reflektionslagarna, dvs infallsvinkeln(i) är lika med reflektionsvinkeln(r).

När ljusstrålar faller på en sfärisk spegel parallell med huvudaxeln reflekteras strålarna efter reflektionslagar \(\angle i = \angle r\) Normalen vid infallspunkten erhålls genom att förena denna punkt med krökningscentrum C. De reflekterade strålarna i fallet med den konkava spegeln möts i punkt F på huvudaxeln. Denna punkt kallas fokus för den konkava spegeln . I fallet med en konvex spegel möts de reflekterade strålarna inte vid någon punkt, utan de verkar komma från en punkt F på huvudaxeln, denna punkt kallas den konvexa spegelns fokus. Fokus representeras av bokstaven F.
Brännvidd: fokusavståndet från spegelns pol kallas spegelns brännvidd. Brännvidden i figuren ovan är avståndet PF.
f = PF
Brännvidden (f) är halva krökningsradien.
\(f = \frac{1} {2}R\)

BILDER FORMADE AV Sfärisk SPEGEL

För att konstruera bilden av ett objekt på grund av reflektion av en sfärisk spegel, överväg tre strålar:
1) Stråle parallellt med huvudaxeln, efter reflektion, passerar genom fokus i fallet med en konkav spegel eller verkar komma från fokus i fallet med en konvex spegel.
2) Stråla som passerar genom krökningscentrum faller normalt in på den sfäriska spegeln, därför reflekteras strålarna tillbaka längs sin egen väg.
3) Stråle som passerar genom fokus vid en konkav spegel eller tycks passera genom fokus om den konvexa spegeln reflekteras parallellt med huvudaxeln.

Verklig och virtuell bild: En verklig bild bildas när de reflekterade strålarna faktiskt möts vid en punkt. Den är inverterad och kan erhållas på skärmen. En virtuell bild bildas när reflekterade strålar möts när de produceras bakåt. Den är upprätt och kan inte fås på skärmen.

Bilder bildade av en konkav spegel

Stråldiagram	Specifikation
	Objektets position : Vid oändlighet Bildens position : I fokus(F) Bildens natur : Verklig, inverterad och förminskad
	Objektets position : bortom krökningscentrum (C) Bildens position : Mellan fokus(F) och krökningscentrum(C) Bildens natur : Verklig, inverterad och mindre än objektet
	Objektets position : I mitten av krökningen (C) Bildens position : I mitten av krökningen (C) Bildens karaktär : Riktigt inverterad och av samma storlek
	Objektets position : Mellan krökningscentrum (C) och fokus (F) Bildens position : bortom krökningscentrum (C) Bildens natur : Verklig, inverterad och större än objektet
	Objektets position : Vid fokus(F) Bildens position : Infinity Bildens karaktär : Verklig, inverterad och mycket förstorad
	Objektets position : Mellan fokus(F) och pol(P) Bildens position : Bakom spegeln Bildens karaktär : Virtuell, upprätt och förstorad

Bilder bildade av en konvex spegel

Stråldiagram	Specifikation
	Objektets position : Vid oändlighet Bildens position: I fokus Bildens karaktär: Förminskad till en punkt, virtuell och upprätt
	Objektets position: Vid någon annan punkt Bildens position: Mellan fokus och pol Bildens karaktär: Förminskad, virtuell och upprätt

ANVÄNDNING AV KONKAV SPEGEL

• Konkav spegel används som en rakspegel: En konkav spegel bildar en upprätt och förstorad bild av ett föremål placerat nära den, därför används den som en rakspegel.
• Som reflektor i ficklampa, strålkastare och bilstrålkastare: Ljuskällan placeras i fokus för den konkava reflektorn så att vi får en parallell stråle av reflekterat ljus.
  
• Användning av konkav spegel som läkares huvudspegel: Om en parallell ljusstråle faller in på en konkav spegel, konvergerar den strålen till en punkt som kallas fokus. Detta faktum gör att den konkava spegeln kan användas som en huvudspegel för att koncentrera ljuset på ett litet område som läkaren behöver undersöka.

ANVÄNDNING AV KONVEX SPEGEL

• Konvex spegel används som en backspegel i fordon: Bilden som bildas av den konvexa spegeln är en upprätt, förminskad och virtuell bild, och den "uppträder" bara några centimeter bakom spegelns yta medan det faktiska föremålet är mycket längre bort från att det "tycks" vara! Anledningen till att ytterspegeln på passagerarsidan är konvex är för att ge föraren ett stort synfält.
• Som reflektor i gatlyktor: Eftersom konvex spegel divergerar ljusstrålar som infaller på den, divergerar ljuset från glödlampan framför konvex spegel över ett stort område på gatan.

• Den konvexa spegeln används i stormarknader och banker där vaksamhet krävs. Den används också för att svänga av vägen och parkera för att undvika kollisioner.

Aktiviteter

1. Så här hittar du fokus för den konkava spegeln:
Ta en konkav spegel och håll den så att den vetter mot solen. Lägg nu ett papper framför det och justera avståndet från spegeln så att en mycket liten bild av solen syns på papperet. Behåll det ett tag så kommer du att märka att papper blir tecken vid det här laget. Denna punkt är fokus för den konkava spegeln.

2. Ta en sked av polerat stål. Skedens insida är krökt inåt och har en konkav form medan utsidan är krökt utåt och har en konvex form. Håll skeden så att insidan är vänd mot dig. Flytta nu skeden från dig, och du kommer att märka att bilden blir inverterad. Detta visar bildbildningen i en konkav spegel. Håll nu skeden med utsidan mot ansiktet. Titta nu på bilden. Du kommer att se att bilden är upprätt men förminskad och när du flyttar skeden från dig förblir bilden förminskad och upprätt. Detta visar bildbildningen i en konvex spegel.