zrcadlakulovitý jsou optické systémy tvořené na zákl kryty nábojůleštěnéa reflektory, schopný odrážet světlo v různých úhlech, čímž vznikají obrazy, které mohou být oba skutečné jako virtuální. Existují dva typy sférických zrcadel: zrcadlakonkávní a zrcadlakonvexní. Než se ponoříme do detailů každého z těchto zrcadel, pojďme identifikovat a definovat co elementygeometrickýZzrcadlakulovitý.
Koukni setaky:Objevte nejneuvěřitelnější optické jevy
Geometrické prvky kulových zrcadel
Geometrické prvky sférických zrcadel jsou velmi užitečné pro vaše analytické studium geometrická optika. Bez ohledu na tvary kulového zrcadla (konkávní nebo konvexní), tyto prvky jsou pro oba stejné.
Vertex (V)
Ó vrchol označuje středovou oblast sférických zrcadel. Právě v tomto bodě nakreslíme hlavní osu (neboli osu symetrie) zrcadla. Žádný paprsek světla který se zaměřuje na vrchol kulového zrcadla je odráží se stejným úhlem dopadu, stejně jako ploché zrcadlo.
Střed křivosti (C)
Ó střed zakřivení ze sférických zrcadel je
Skórestřední kulového uzávěru, který dává vzniknout zrcadlu, se tedy rovná Paprsek té koule. Jakýkoli paprsek světla, který dopadá na střed zakřivení kulového zrcadla, musí být odráží na sobě, takže dopadající a odražené světelné paprsky putují stejnou dráhou.poloměr zakřivení (R)
Ó poloměr zakřivení měří vzdálenost mezi vrchol ze zrcadla a tvých středzakřivení, označuje se písmenem R a běžně se měří v metrech.
Viz také: Jaká je rychlost světla?
Focus (F)
Ó soustředit se je bod, kde paralelní světelné paprsky konvergovat po odrazu a zrcadlokonkávní. V případě zrcadel konvexní, odražené světelné paprsky rozcházet se jeho povrchu, a proto jsou prodloužení světelných paprsků které se protínají v bodě umístěném „za“ povrchem těchto zrcadel. Z tohoto důvodu říkáme, že ohnisko konvexních zrcadel je virtuální, zatímco ohnisko konkávních zrcadel je skutečné.
Typ zrcadlového ohniska přímo ovlivňuje výpočty. zrcátka s skutečné zaměření (konkávní) mají své ohnisko napsané s signálpozitivní, konvexní zrcadla přijímají signálzáporný pro vaše zaměření:
konkávní zrcadlo |
Skutečné zaměření, znaménko plus, před zrcadlem |
konvexní zrcadlo |
Virtuální zaměření, znaménko mínus, za zrcadlem |
Obrázek níže znázorňuje odraz světla a zrcadlokonvexní. Uvědomte si, že odražené světelné paprsky jsou divergentní, v tomto případě se stane křížení výběžků světelných paprsků, proto se objevuje obraz konjugovaný těmito zrcadly za reflexního povrchu:
Ohnisková vzdálenost (f)
THE ohnisková vzdálenost kromě toho měří polohu ohniska vzhledem k vrcholu sférických zrcadel, paralelní světelné paprsky které se zaměřují na konkávní zrcadla jsou odráží na ohnisku. U konvexních zrcadel jsou to prodloužení světelných paprsků, které se kříží v jejich ohnisku, umístěném za zrcadlem, tzv. virtuální zaměření.
Úhel otevření
Úhel otevření měří stupeňzakřivení zrcadla. Tento úhel je měřen od osy symetrie kulových zrcadel. Čím větší je úhel otevření, tím více se zrcadlo podobá plochému zrcadlu.
konkávní zrcadla
Vy zrcadlakonkávní jsou dutiny konstantní reflektory. se používají k výrobě virtuální a zvětšené obrázky objektů umístěných v oblastech blízko jeho povrchu, jako v případě zrcadel používaných v optice nebo pro nanášení make-upu atd. Tento typ zrcadla je také schopen konjugovat skutečné a tedy převrácené obrazy, při umístění objektu mimo jeho ohniskovou vzdálenost.
Abychom lépe porozuměli tomu, jak konkávní zrcadla sdružují obrazy, budeme muset popsat každý z možných případů. Všimněte si, že níže popsané situace jsou seřazeny podle vzdálenosti od vrcholu zrcadla, zkontrolujte:
Případ 1 - Objekt umístěný mezi vrcholem a ohniskem konkávního zrcadla
Když umístíte objekt mezi vrchol a ohnisko konkávního zrcadla, toto vytvoří a obrazvirtuální objektu,"za“ povrchu zrcadla. Odražené světelné paprsky jsou divergentní, proto se jejich prodloužení protínají a vytvářejí zvětšený obraz předmětu.
Případ 2 – Objekt umístěný nad konkávním zrcadlovým ohniskem
Když je jakýkoli objekt umístěn přesně nad ohniskem konkávního zrcadla, neodpovídá obrazžádný, protože odražené paprsky ani jejich prodloužení se neprotínají. V tomto případě říkáme, že obrázek je nevhodný nebo která se tvoří v nekonečný.
Případ 3 – Objekt umístěný mezi ohniskem a středem zakřivení
Při umístění jakéhokoli předmětu mezi ohnisko a střed zakřivení konvexního zrcadla bude vždy vytvořený obraz nemovitý (proto obráceně) a větší než objekt.
Případ 4 - Objekt umístěný ve středu zakřivení
Když je jakýkoli objekt umístěn ve vzdálenosti od středu zakřivení vzhledem k vrcholu konkávního zrcadla, kombinuje obraznemovitý Je to od stejnývelikost vašeho objektu.
Případ 5 – Objekt umístěný za středem zakřivení
Objekty, které jsou umístěny za středem zakřivení, vytvářejí snímkynemovitý a nezletilí než vaše předměty.
ve zkratce
Konkávní zrcadla vytvářejí skutečné obrazy, když objekty umísťujeme blízko jejich povrchu, v ohniskové vzdálenosti nedochází k žádnému formování obraz, mimo ohnisko, obrazy jsou skutečné a jejich velikost se zmenšuje podle vzdálenosti mezi objektem a vrcholem zrcadlo.
Koukni setaky:Objevte hlavní optické přístroje
konvexní zrcadla
Vy zrcadlakonvexní jsou jako povrchexterní reflexní čepice. Tato zrcadla se pouze kombinují virtuální obrázky, které jsou ty, které jsou vzniklé za zrcadly a lze je vidět díky optickému klamu. Tento typ obrázku bude vždy spojen se stejnou orientací (lícem nahoru nebo dolů) jako vaše objekty.
Kromě těchto funkcí, bez ohledu na polohu objektu obrázku, obrazy konjugované konvexními zrcadly budou vždy menší než jejich objekty. Konvexní zrcadla jsou široce používána v komerčních provozech a také ve veřejné dopravě díky velkému zornému poli, které je tento typ zrcadel schopen poskytnout.
ve zkratce
Konvexní zrcadla vytvářejí pouze virtuální (přímé) a zmenšené obrazy, bez ohledu na vzdálenost mezi objektem a vrcholem zrcadla
Vzorce na kulových zrcadlech
Vzorce používané pro analytické studium sférických zrcadel platí pro konkávní i konvexní zrcadla. Hlavní rozdíl mezi tímto typem zrcadel je algebraické znamení který je přiřazen k ohnisku (f).
zrcadlakonvexní, které se vyznačují virtuálním zaostřením, funkcí soustředit sezáporný, zatímco zrcadlakonkávní, jejichž zaměření jsou skutečná, představují soustředit sepozitivní. Dále je důležité definovat referenci pro použití algebraických znamének, k tomu se používá Gaussova reference. Podle Gaussova referenční:
Jakýkoli předmět nebo obraz, který je před odraznou plochou zrcadla, musí obdržet pozitivní signál.
Jakýkoli předmět nebo obraz, který leží za odraznou plochou zrcadla, musí obdržet negativní signál.
Jakýkoli objekt nebo obrázek, který má vertikální orientaci nahoru, musí obdržet kladné znaménko.
Jakýkoli objekt nebo obrázek, který má vertikální orientaci dolů, musí obdržet záporné znaménko.
Obrázek níže ukazuje malé schéma pro usnadnění pochopení signálů používaných podle Gaussova rámce:
označujeme písmenem pro poloha objektů vzhledem k vrcholu zrcadel. Pozice obrazů konjugovaných zrcadly je zase označena písmenem pro'. Když máme tato tvrzení, pojďme k vzorcům.
Ohnisková vzdálenost a poloměr zakřivení
Existuje vzorec platný pro všechna sférická zrcadla, který vztahuje ohniskovou vzdálenost k poloměru zakřivení, podívejte se na něj:
F - ohnisková vzdálenost
R - poloměr zakřivení
Rovnice konjugovaných bodů nebo Gaussova rovnice
Rovnice sdružených bodů souvisí s ohniskovou vzdáleností (f), polohou objektu (p) a polohou obrazu (p'), obojí měřeno vzhledem k vrcholu zrcadla, viz:
f - ohnisková vzdálenost
pro - poloha objektu
pro' - pozice obrazu
Rovnice příčného lineárního nárůstu
Příčné lineární zvětšení je bezrozměrná veličina (bez měrné jednotky), která měří vztah mezi velikostí předmětu a velikostí jeho obrazu v kombinaci s kulovými zrcadly. Existují tři různé způsoby, jak vypočítat příčné lineární zvýšení, podívejte se na to:
THE - příčný lineární nárůst
já - velikost obrázku
Ó - velikost objektu
F - ohnisková vzdálenost
Chcete-li lépe porozumět významu příčného lineárního nárůstu, podívejte se na některé možné výsledky a jejich interpretace:
A = 1: v tomto případě má obrázek stejnou velikost jako objekt a jeho orientace je kladná (virtuální obrázek);
A = -1: v tomto případě má obrázek stejnou velikost jako objekt, je však převrácený (skutečný obrázek);
A = + 0,5: virtuální obrázek (vpravo) poloviční velikosti objektu;
A = - 2,5: skutečný (převrácený) obrázek 2,5násobek velikosti objektu.
Koukni setaky:Jakou barvu má voda?
Řešené úlohy na kulových zrcadlech
1) Předmět je umístěn 50 cm před konkávním zrcadlem, jehož ohnisková vzdálenost je 25 cm. Určete, v jaké poloze se tvoří obraz tohoto předmětu.
a) - 50 cm
b) +50 cm
c) + 25 cm
d) - 40 cm
e) + 75 cm
Zpětná vazba: Písmeno B
Řešení:
K vyřešení tohoto cvičení budete potřebovat Gaussovu rovnici, pozorujte výpočty:
V předchozím výpočtu jsme se pokusili vypočítat p', polohu obrázku. Za tímto účelem dosadíme údaje o ohnisku a poloze objektu do Gaussovy rovnice, čímž vznikne poloha 50 cm před zrcadlem. Správnou alternativou je tedy písmeno B.
2) Objekt o výšce 10 cm je umístěn 30 cm od konvexního zrcadla, jehož ohnisková vzdálenost je -10 cm. Určete velikost obrazu konjugovaného tímto zrcadlem.
a) - 5 cm
b) - 10 cm
c) - 25 cm
d) - 50 cm
e) - 100 cm
Zpětná vazba: Písmeno a
Řešení:
K vyřešení tohoto cvičení použijeme rovnici příčného lineárního nárůstu, zkontrolujte výpočet, který je třeba provést:
K vyřešení tohoto cvičení jsme použili dva ze tří vzorců použitých k výpočtu příčného lineárního nárůstu, což vedlo k obrázku -5 cm. To znamená, že obraz je vzhledem k objektu zmenšený a převrácený, tedy skutečný.
3) V optice je běžné používat konkávní zrcadla, takže je možné zkoumat detaily rámů díky vytváření obrazů větších než jejich objekty. Aby konkávní zrcadlo tvořilo přímé a větší obrazy než jeho objekty, je nutné objekt umístit
a) mezi ohniskem a středem zakřivení.
b) mezi vrcholem a ohniskem.
c) za středem zakřivení.
d) mimo zaostření.
e) o zaměření.
Zpětná vazba: Písmeno B
Řešení:
Existuje pouze jeden případ, kdy jsou konkávní zrcadla schopna konjugovat virtuální (přímé) obrazy: kdy nějaký objekt je umístěn blízko jeho povrchu, ve vzdálenosti menší než je ohnisková vzdálenost zrcadlo. Správnou alternativou je tedy písmeno B.
Ode mě, Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espelhos-esfericos.htm