กระจกทรงกลม
กระจกทรงกลมคือกระจกที่มีรูปร่างเหมือนชิ้นส่วนที่ตัดออกจากพื้นผิวกระจก ทรงกลม พื้นผิวที่ทำสีเงินเรียกว่าพื้นผิวสีเงินและการสะท้อนแสงจะเกิดขึ้นจากพื้นผิวอื่นซึ่งเรียกว่าพื้นผิวสะท้อนแสง
\(\stackrel\frown{AC}\) ส่วนของทรงกลมกลวงทำเป็นกระจกนูน และ \(\stackrel\frown{BD}\) ส่วนของทรงกลมกลวงทำเป็นกระจกเว้า
กระจกเว้า ทำขึ้นโดยการทำให้พื้นผิวด้านนอกของทรงกลมกลวงเป็นสีเงิน เพื่อให้เกิดการสะท้อนจากพื้นผิวกลวงหรือเว้า
กระจกนูน ทำขึ้นโดยการทำให้พื้นผิวด้านในเป็นสีเงิน เพื่อให้เกิดการสะท้อนจากพื้นผิวด้านนอกหรือพื้นผิวนูน
เสา | ศูนย์กลางทางเรขาคณิตของพื้นผิวทรงกลมของกระจก มันแสดงโดย P |
ศูนย์กลางของความโค้ง | ศูนย์กลางความโค้งของกระจกคือศูนย์กลางของทรงกลมที่กระจกเป็นส่วนประกอบ มันแสดงโดย C |
รัศมีความโค้ง | คือรัศมีของทรงกลมที่มีกระจกเป็นส่วนประกอบ มันแสดงโดย R |
แกนหลัก | เส้นตรงเชื่อมเสากับจุดศูนย์กลางความโค้ง ไลน์พีซีในรูปด้านล่างแสดงถึงแกนหลัก อาจขยายออกไปด้านใดด้านหนึ่งของเสา |
ให้เราเข้าใจว่าลำแสงสะท้อนจากกระจกเว้าและกระจกนูนอย่างไร
กระจกทั้งสองสะท้อนแสงตามกฎการสะท้อน กล่าวคือ มุมตกกระทบ (i) เท่ากับมุมสะท้อน (r)
เมื่อรังสีของแสงตกกระทบกระจกทรงกลม ที่ขนานกับแกนหลัก รังสีจะสะท้อนตามกฎการสะท้อน \(\angle i = \angle r\) ค่าปกติที่จุดตกกระทบได้จากการต่อจุดนี้เข้ากับจุดศูนย์กลางของความโค้ง C รังสีที่สะท้อนกลับในกรณีของกระจกเว้าจะบรรจบกันที่จุด F บนแกนหลัก จุดนี้เรียกว่าจุด โฟกัสของกระจกเว้า ในกรณีของกระจกนูน รังสีที่สะท้อนจะไม่บรรจบกันที่จุดใดๆ แต่ดูเหมือนว่าจะมาจากจุด F บนแกนหลัก จุดนี้เรียกว่า โฟกัสของกระจกนูน โฟกัส แสดงด้วยตัวอักษร F
ทางยาวโฟกัส: ระยะโฟกัสจากขั้วของกระจกเรียกว่าทางยาวโฟกัสของกระจก ทางยาวโฟกัสในรูปด้านบนคือระยะทาง PF
ฉ = พีเอฟ
ทางยาวโฟกัส (f) คือครึ่งหนึ่งของรัศมีความโค้ง
\(f = \frac{1} {2}R\)
ภาพที่เกิดจากกระจกทรงกลม
ในการสร้างภาพของวัตถุเนื่องจากการสะท้อนของกระจกทรงกลม ให้พิจารณารังสีสามประการ:
1) ลำแสงขนานกับแกนหลัก หลังจากการสะท้อน จะผ่านโฟกัสในกรณีของกระจกเว้า หรือดูเหมือนว่ามาจากโฟกัสในกรณีของกระจกนูน
2) รังสีที่ผ่านจุดศูนย์กลางของความโค้งจะตกกระทบบนกระจกทรงกลมตามปกติ ดังนั้น รังสีจะสะท้อนกลับไปตามเส้นทางของมันเอง
3) รังสีที่ผ่านโฟกัสในกรณีของกระจกเว้า หรือดูเหมือนว่าจะผ่านโฟกัสในกรณีที่กระจกนูนสะท้อนขนานกับแกนหลัก
ภาพจริงและภาพเสมือนจริง: ภาพจริงเกิดขึ้นเมื่อรังสีที่สะท้อนมาบรรจบกัน ณ จุดหนึ่ง มันกลับด้านและสามารถรับได้บนหน้าจอ ภาพเสมือนจริงเกิดขึ้นเมื่อรังสีที่สะท้อนมาบรรจบกันและทำให้เกิดภาพย้อนกลับ มันตั้งขึ้นและไม่สามารถรับได้บนหน้าจอ
แผนภาพเรย์ | ข้อมูลจำเพาะ |
ตำแหน่งของวัตถุ : ที่ระยะอนันต์ ตำแหน่งของภาพ : ที่โฟกัส(F) ลักษณะของภาพ : จริง กลับด้าน และย่อ | |
ตำแหน่งของวัตถุ : เลยจุดศูนย์กลางความโค้ง (C) ตำแหน่งของภาพ : ระหว่างโฟกัส (F) และกึ่งกลางความโค้ง (C) ลักษณะของภาพ : จริง หัวกลับ และเล็กกว่าวัตถุ | |
ตำแหน่งของวัตถุ : ตรงกลางความโค้ง (C) ตำแหน่งของภาพ : กึ่งกลางความโค้ง (C) ลักษณะของภาพ : ของจริงกลับด้านและมีขนาดเท่ากัน | |
ตำแหน่งของวัตถุ : ระหว่างกึ่งกลางความโค้ง (C) และโฟกัส (F) ตำแหน่งของภาพ : เลยจุดศูนย์กลางความโค้ง (C) ลักษณะของภาพ : ของจริง หัวกลับ และใหญ่กว่าวัตถุ | |
ตำแหน่งของวัตถุ : ที่โฟกัส(F) ตำแหน่งของภาพ : Infinity ลักษณะของภาพ : จริง กลับด้าน และกำลังขยายสูง | |
ตำแหน่งของวัตถุ : ระหว่างโฟกัส (F) และเสา (P) ตำแหน่งของภาพ : หลังกระจก ลักษณะของภาพ : เสมือนจริง ตั้งตรงและขยาย |
ไดอะแกรมเรย์ | ข้อมูลจำเพาะ |
ตำแหน่งของวัตถุ : ที่ระยะอนันต์ ตำแหน่งของภาพ: ที่โฟกัส ลักษณะของภาพ: ลดลงจนถึงจุดหนึ่ง เสมือนและตั้งตรง | |
ตำแหน่งของวัตถุ: ที่จุดอื่น ตำแหน่งของภาพ: ระหว่างโฟกัสและเสา ลักษณะของภาพ: ลดขนาด เสมือนจริง และตั้งตรง |
1. การหาจุดโฟกัสของกระจกเว้า:
ใช้กระจกเว้าและถือให้หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ตอนนี้วางกระดาษไว้ข้างหน้าและปรับระยะห่างจากกระจกเพื่อให้เห็นภาพดวงอาทิตย์ขนาดเล็กมากบนกระดาษ เก็บไว้สักครู่แล้วคุณจะสังเกตเห็นว่ากระดาษเป็นถ่านที่จุดนี้ จุดนี้เป็นจุดสำคัญของกระจกเว้า
2. ใช้ช้อนเหล็กขัด พื้นผิวด้านในของช้อนโค้งเข้าด้านในและมีรูปร่างเว้า ในขณะที่พื้นผิวด้านนอกโค้งออกด้านนอกและมีรูปร่างนูน ถือช้อนโดยให้พื้นผิวด้านในหันเข้าหาคุณ ตอนนี้ย้ายช้อนออกจากตัวคุณแล้วคุณจะสังเกตเห็นว่าภาพกลับด้าน นี่แสดงให้เห็นการก่อตัวของภาพในกระจกเว้า ตอนนี้ถือช้อนโดยให้พื้นผิวด้านนอกหันเข้าหาใบหน้าของคุณ ตอนนี้สังเกตภาพ คุณจะสังเกตเห็นว่าภาพนั้นตั้งตรงแต่ลดลง และเมื่อคุณเลื่อนช้อนออกจากคุณ ภาพจะยังคงลดลงและตั้งตรง นี่แสดงให้เห็นการก่อตัวของภาพในกระจกนูน