Сферичні дзеркала
Сферичне дзеркало - це дзеркало, яке має форму шматка, вирізаного зі сферичної скляної поверхні. Поверхня, на якій виконується сріблення, називається посрібленою поверхнею, а відображення світла відбувається від іншої поверхні, яка називається поверхнею, що відбиває.
\(\stackrel\frown{AC}\) частина порожнистої сфери утворює опукле дзеркало, а \(\stackrel\frown{BD}\) частина порожнистої сфери утворює увігнуте дзеркало
Увігнуте дзеркало виготовляється шляхом посріблення зовнішньої поверхні порожнистої сфери таким чином, що відбиття відбувається від порожнистої або увігнутої поверхні.
Опукле дзеркало виготовляється шляхом сріблення внутрішньої поверхні таким чином, що відбивання відбувається від зовнішньої або опуклої поверхні.
поляк | Геометричний центр сферичної поверхні дзеркала. Він представлений P . |
Центр кривизни | Центр кривини дзеркала - це центр сфери, частиною якої є дзеркало. Він представлений C . |
Радіус кривизни | Це радіус сфери, частиною якої є дзеркало. Він представлений R . |
Головна вісь | Пряма, що з’єднує полюс і центр кривизни. Лінія PC на малюнку нижче представляє головну вісь. Він може простягатися з обох боків стовпа. |
Тепер розберемося, як світлові промені відбиваються від увігнутого і опуклого дзеркала.
Обидва дзеркала відбивають світло за законами відбивання, тобто кут падіння (i) дорівнює куту відбивання (r).
Коли промені світла падають на сферичне дзеркало, паралельне головній осі , промені відбиваються за законами відбивання \(\angle i = \angle r\) . Нормаль у точці падіння виходить приєднанням цієї точки до центру кривизни C. Відбиті промені у випадку увігнутого дзеркала зустрічаються в точці F на головній осі. Ця точка називається фокусом увігнутого дзеркала . У випадку опуклого дзеркала відбиті промені не зустрічаються в жодній точці, але здається, що вони виходять з точки F на головній осі, ця точка називається фокусом опуклого дзеркала. Фокус позначається літерою F.
Фокусна відстань: відстань фокуса від полюса дзеркала називається фокусною відстанню дзеркала. Фокусна відстань на малюнку вище - це відстань PF.
f = PF
Фокусна відстань (f) дорівнює половині радіуса кривизни.
\(f = \frac{1} {2}R\)
ЗОБРАЖЕННЯ, УТВОРЕНІ СФЕРИЧНИМ ДЗЕРКАЛОМ
Для побудови зображення предмета внаслідок відбиття сферичним дзеркалом розглянемо три промені:
1) Промінь, паралельний головній осі, після відбивання проходить через фокус увігнутого дзеркала або виглядає таким, що виходить із фокуса у опуклого дзеркала.
2) Промінь, що проходить через центр кривизни, падає нормально на сферичне дзеркало, тому промені відбиваються назад по своєму шляху.
3) Промінь, що проходить через фокус увігнутого дзеркала або виглядає таким, що проходить через фокус у випадку опуклого дзеркала, відбивається паралельно головній осі.
Реальне та віртуальне зображення: реальне зображення формується, коли відбиті промені фактично зустрічаються в точці. Він перевернутий і його можна отримати на екрані. Віртуальне зображення утворюється, коли відбиті промені зустрічаються при створенні їх назад. Він вертикальний, і його неможливо побачити на екрані.
Променева діаграма | Специфікація |
Положення об'єкта : На нескінченності Положення зображення : у фокусі (F) Характер зображення : реальне, перевернуте та зменшене | |
Положення об'єкта : поза центром кривизни (C) Положення зображення : між фокусом (F) і центром кривизни (C) Характер зображення : справжнє, перевернуте та менше за об'єкт | |
Положення об'єкта : у центрі кривизни (C) Положення зображення : у центрі кривизни (C) Характер зображення : справжнє перевернуте та однакового розміру | |
Положення об'єкта : між центром кривизни (C) і фокусом (F) Розташування зображення : поза центром кривизни (C) Характер зображення : справжнє, перевернуте та більше за об’єкт | |
Положення об'єкта : у фокусі (F) Положення зображення : нескінченність Характер зображення : справжнє, перевернуте та сильно збільшене | |
Положення об'єкта : між фокусом (F) і полюсом (P) Розташування зображення : За дзеркалом Характер зображення : Віртуальне, вертикальне та збільшене |
Променева діаграма | Специфікація |
Положення об'єкта : На нескінченності Положення зображення: у фокусі Характер зображення: зменшене до точки, віртуальне та вертикальне | |
Положення об'єкта: У будь-якій іншій точці Розташування зображення: між фокусом і полюсом Характер зображення: зменшене, віртуальне та вертикальне |
1. Щоб знайти фокус увігнутого дзеркала:
Візьміть увігнуте дзеркало і тримайте його так, щоб воно було спрямоване до сонця. Тепер покладіть аркуш паперу перед ним і відрегулюйте його відстань до дзеркала так, щоб на папері було видно дуже маленьке зображення сонця. Потримайте його деякий час, і ви помітите, що папір на цьому місці обвуглюється. Ця точка є фокусом увігнутого дзеркала.
2. Візьміть поліровану сталеву ложку. Внутрішня поверхня ложки вигнута всередину і має увігнуту форму, а зовнішня поверхня вигнута назовні і має опуклу форму. Тримайте ложку так, щоб внутрішня поверхня була звернена до вас. Тепер відведіть ложку від себе, і ви помітите, що зображення стає перевернутим. Це показує формування зображення у ввігнутому дзеркалі. Тепер тримайте ложку зовнішньою поверхнею до обличчя. Тепер спостерігайте за зображенням. Ви помітите, що зображення прямо, але зменшене, і коли ви відсуваєте ложку від себе, зображення залишається зменшеним і прямим. Це показує формування зображення в опуклому дзеркалі.