spoguļisfērisks ir optiskās sistēmas, kas izveidotas, pamatojoties uz rumbu vāciņipulētaun atstarotāji, spēj atspoguļot gaisma dažādos leņķos, tādējādi radot attēlus, kas var būt gan reāls kā virtuāls. Ir divu veidu sfēriskie spoguļi: spoguļiieliekts un spoguļiizliekts. Pirms iedziļināties detaļās par katru no šiem spoguļiem, noteiksim un definēsim, kas ir elementiģeometrisksNospoguļisfērisks.
Skatiesarī:Atklājiet neticamākās optiskās parādības
Sfērisko spoguļu ģeometriskie elementi
Sfērisko spoguļu ģeometriskie elementi ir ļoti noderīgi jūsu analītiskajam pētījumam, izmantojot ģeometriskā optika. Neatkarīgi no sfēriskā spoguļa formām (ieliekts vai izliekts), šie elementi abiem ir vienādi.
Virsotne (V)
O virsotne apzīmē sfērisko spoguļu centrālo reģionu. Tieši šajā vietā mēs uzzīmējam spoguļa galveno asi (vai simetrijas asi). Jebkurš gaismas stars kas fokusējas uz sfēriskā spoguļa virsotni, ir atspoguļots ar tādu pašu krišanas leņķi, tāpat kā plakans spogulis.
Izliekuma centrs (C)
O izliekuma centrs
sfērisko spoguļu daļa ir Rezultātsvidējs no sfēriskā vāciņa, kas rada spoguli, tāpēc tas ir vienāds ar Rejs no šīs sfēras. Jebkuram gaismas staram, kas krīt uz sfēriska spoguļa izliekuma centru, jābūt atspoguļoja sevi, lai krītošie un atstarotie gaismas stari virzītu vienu un to pašu ceļu.izliekuma rādiuss (R)
O izliekuma rādiuss mēra attālumu starp virsotne no spoguļa un jūsu centrsizliekums, to apzīmē ar burtu R un parasti mēra metros.
Skatīt arī: Kāds ir gaismas ātrums?
Fokuss (F)
O fokuss ir punkts, kur paralēli gaismas stari saplūst pēc tam, kad to atspoguļo a spogulisieliekts. Spoguļu gadījumā izliekts, atstarotos gaismas starus atšķirties no tās virsmas un tāpēc ir gaismas staru paplašinājumi kas krustojas punktā, kas atrodas "aiz" šo spoguļu virsmas. Šī iemesla dēļ mēs sakām, ka izliekto spoguļu fokuss ir virtuāls, savukārt ieliekto spoguļu fokuss ir reāls.
Spoguļa fokusa veids tieši ietekmē aprēķinus. spoguļi ar reāls fokuss (ieliekts), kuru fokusa punkts ir rakstīts ar signālspozitīvs, izliektie spoguļi saņem signālsnegatīvs jūsu uzmanībai:
ieliekts spogulis |
Reāls fokuss, plus zīme spoguļa priekšā |
izliekts spogulis |
Virtuālais fokuss, mīnusa zīme, aiz spoguļa |
Zemāk redzamajā attēlā ir attēlots gaismas atstarojums ar a spogulisizliekts. Saprotiet, ka atstarotie gaismas stari ir atšķirīgi, šajā gadījumā notiek tas, ka gaismas staru pagarinājumu krustošanās, tāpēc parādās šo spoguļu konjugētais attēls aiz muguras no atstarojošās virsmas:
Fokusa attālums (f)
THE fokusa attālums mēra fokusa pozīciju attiecībā pret sfērisko spoguļu virsotni, turklāt paralēli gaismas stari kas koncentrējas uz ieliektiem spoguļiem atspoguļots fokusa punktā. Izliekto spoguļu gadījumā tie ir gaismas staru paplašinājumi, kas krustojas to fokusā, kas atrodas aiz spoguļa, t.s. virtuālais fokuss.
Atvēršanas leņķis
Atvēršanas leņķis mēra pakāpeizliekums no spoguļa. Šo leņķi mēra no sfērisko spoguļu simetrijas ass. Jo lielāks atvēršanas leņķis, jo vairāk spogulis atgādina plakanu spoguli.
ieliekti spoguļi
Tu spoguļiieliekts ir dobumi pastāvīgu staru atstarotāji. tiek izmantoti ražošanai virtuālie un palielinātie attēli objektiem, kas novietoti vietās, kas atrodas tuvu tās virsmai, piemēram, spoguļiem, ko izmanto optikā vai grima uzklāšanai utt. Šāda veida spoguļi spēj arī konjugēt reāli un tāpēc apgriezti attēli, pozicionējot objektu pārsniedz tā fokusa attālumu.
Lai labāk izprastu, kā ieliektie spoguļi konjugē attēlus, mums būs jāapraksta katrs iespējamais gadījums. Ņemiet vērā, ka tālāk aprakstītās situācijas ir sakārtotas pēc attāluma no spoguļa virsotnes, pārbaudiet:
1. gadījums — objekts, kas novietots starp virsotni un ieliektā spoguļa fokusu
Novietojot objektu starp ieliekta spoguļa virsotni un fokusu, pēdējais radīs a Attēlsvirtuāls no objekta, "aiz muguras” no spoguļa virsmas. Atstarotie gaismas stari ir diverģenti, tāpēc to paplašinājumi krustojas, veidojot palielinātu objekta attēlu.
2. gadījums — objekts novietots virs ieliektā spoguļa fokusa
Ja kāds objekts ir novietots tieši virs ieliektā spoguļa fokusa punkta, tas nesakrīt Attēlsneviens, jo ne atstarotie stari, ne to paplašinājumi nekrustojas. Šajā gadījumā mēs sakām, ka attēls ir nepareiza vai kas veidojas bezgalīgs.
3. gadījums — objekts novietots starp fokusu un izliekuma centru
Novietojot jebkuru objektu starp fokusu un izliekta spoguļa izliekuma centru, iegūtais attēls vienmēr būs īsts (tātad apgriezts) un lielāks nekā objekts.
4. gadījums — objekts novietots izliekuma centrā
Ja kāds objekts ir novietots attālumā no izliekuma centra attiecībā pret ieliektā spoguļa virsotni, tas apvieno Attēlsīsts Tas ir no tas patsIzmērs jūsu objektam.
5. gadījums — objekts atrodas ārpus izliekuma centra
Objekti, kas atrodas ārpus izliekuma centra, rada attēlusīsts un nepilngadīgie nekā jūsu objekti.
Īsumā
Ieliektie spoguļi rada reālus attēlus, kad mēs novietojam objektus tuvu to virsmai, fokusa attālumā nav veidošanās ārpus fokusa attēli ir reāli un to izmērs samazinās atkarībā no attāluma starp objektu un objekta virsotni. spogulis.
Skatiesarī:Atklājiet galvenos optiskos instrumentus
izliekti spoguļi
Tu spoguļiizliekts ir kā virsmasārējā no atstarojoša vāciņa. Šie spoguļi tikai apvieno virtuālie attēli, kuras ir tās, kuras ir veidojas aiz spoguļiem un to var redzēt, pateicoties optiskajai ilūzijai. Šāda veida attēli vienmēr tiks savienoti tādā pašā orientācijā (ar priekšpusi uz augšu vai uz leju), kā jūsu objekti.
Papildus šīm funkcijām neatkarīgi no attēla objekta novietojuma izliekto spoguļu konjugētie attēli vienmēr būs mazāki par to objektiem. Izliektos spoguļus plaši izmanto komerciālajās iestādēs un arī sabiedriskajā transportā, pateicoties lielajam redzes laukam, ko šāda veida spoguļi spēj nodrošināt.
Īsumā
Izliektie spoguļi rada tikai virtuālus (tiešus) un samazinātus attēlus neatkarīgi no attāluma starp objektu un spoguļa virsotni
Formulas uz sfēriskiem spoguļiem
Sfērisko spoguļu analītiskajai izpētei izmantotās formulas attiecas gan uz ieliektiem, gan izliektiem spoguļiem. Galvenā atšķirība starp šāda veida spoguļiem ir algebriskā zīme kas piešķirts fokusam (f).
spoguļiizliekts, kam ir virtuālais fokuss, funkcija fokussnegatīvs, kamēr spoguļiieliekts, kuru fokuss ir reāls, tie ir klāt fokusspozitīvs. Turklāt ir svarīgi definēt atsauci algebrisko zīmju lietošanai, tāpēc tiek izmantota Gausa atsauce. Saskaņā ar Gausa atsauces:
Jebkuram objektam vai attēlam, kas atrodas spoguļa atstarojošās virsmas priekšā, jāsaņem pozitīvs signāls.
Jebkuram objektam vai attēlam, kas atrodas aiz spoguļa atstarojošās virsmas, jāsaņem negatīvs signāls.
Jebkurš objekts vai attēls, kuram ir vertikāla orientācija uz augšu, jāsaņem pozitīva zīme.
Jebkurš objekts vai attēls, kas ir vērsts vertikāli uz leju, jāsaņem ar negatīvu zīmi.
Zemāk redzamajā attēlā ir parādīta neliela shēma, lai atvieglotu izpratni par signāliem, kas tiek izmantoti saskaņā ar Gausa sistēmu:
mēs apzīmējam ar burtu priekš objektu novietojums attiecībā pret spoguļu virsotni. Savukārt spoguļu konjugēto attēlu novietojums tiek apzīmēts ar burtu priekš'. Šo apgalvojumu rīcībā pāriesim pie formulām.
Fokālais attālums un izliekuma rādiuss
Ir formula, kas der visiem sfēriskiem spoguļiem, kas saista fokusa attālumu ar izliekuma rādiusu, pārbaudiet to:
f - fokusa attālums
R - izliekuma rādiuss
Konjugēto punktu vienādojums jeb Gausa vienādojums
Konjugēto punktu vienādojums attiecas uz fokusa attālumu (f), objekta pozīciju (p) un attēla pozīciju (p'), abi mērīti attiecībā pret spoguļa virsotni, sk.
f - fokusa attālums
priekš - objekta novietojums
priekš' - attēla pozīcija
Šķērsvirziena lineāra pieauguma vienādojums
Šķērsvirziena lineārais palielinājums ir bezizmēra lielums (bez mērvienības), kas mēra saistību starp objekta izmēru un tā attēla izmēru, kas apvienots ar sfēriskiem spoguļiem. Ir trīs dažādi veidi, kā aprēķināt šķērsvirziena lineāro pieaugumu, pārbaudiet to:
THE - šķērsvirziena lineārs pieaugums
es - attēla izmērs
O - objekta izmērs
f - fokusa attālums
Lai labāk izprastu transversālā lineārā pieauguma nozīmi, apskatiet dažus iespējamos rezultātus un to interpretācijas:
A = 1: šajā gadījumā attēla izmērs ir tāds pats kā objektam un tā orientācija ir pozitīva (virtuālais attēls);
A = -1: šajā gadījumā attēla izmērs ir tāds pats kā objektam, tomēr tas ir apgriezts (reāls attēls);
A = + 0,5: virtuālais attēls (pa labi) puse no objekta izmēra;
A = - 2,5: reāls (apgriezts) attēls, kas 2,5 reizes pārsniedz objekta izmēru.
Skatiesarī:Kādā krāsā ir ūdens?
Atrisināja vingrinājumus uz sfēriskiem spoguļiem
1) Priekšmets tiek novietots 50 cm attālumā no ieliekta spoguļa, kura fokusa attālums ir 25 cm. Nosakiet, kurā pozīcijā veidojas šī objekta attēls.
a) - 50 cm
b) +50 cm
c) + 25 cm
d) - 40 cm
e) + 75 cm
Atsauksmes: Burts B
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu šo uzdevumu, jums būs nepieciešams Gausa vienādojums, ievērojiet aprēķinus:
Iepriekšējā aprēķinā mēs mēģinājām aprēķināt p', attēla pozīciju. Lai to izdarītu, mēs Gausa vienādojumā aizstājam objekta fokusa un pozīcijas datus, kā rezultātā tiek iegūta pozīcija 50 cm spoguļa priekšā. Tādējādi pareizā alternatīva ir burts B.
2) 10 cm augsts objekts tiek novietots 30 cm attālumā no izliekta spoguļa, kura fokusa attālums ir -10 cm. Nosakiet šī spoguļa konjugētā attēla izmēru.
a) - 5 cm
b) - 10 cm
c) - 25 cm
d) - 50 cm
e) - 100 cm
Atsauksmes: Burts a
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu šo uzdevumu, mēs izmantosim šķērsvirziena lineārā pieauguma vienādojumu, pārbaudiet veicamo aprēķinu:
Lai atrisinātu šo uzdevumu, mēs izmantojām divas no trim formulām, kuras izmantoja, lai aprēķinātu šķērsvirziena lineāro pieaugumu, kā rezultātā attēls bija -5 cm. Tas norāda, ka attēls ir samazināts attiecībā pret objektu un apgriezts, tātad reāls.
3) Optikā ir ierasts izmantot ieliektus spoguļus, lai būtu iespējams pārbaudīt rāmju detaļas, jo veidojas attēli, kas ir lielāki par to objektiem. Lai ieliekts spogulis veidotu tiešus un lielākus attēlus nekā tā objekti, ir nepieciešams objektu pozicionēt
a) starp fokusu un izliekuma centru.
b) starp virsotni un fokusu.
c) aiz izliekuma centra.
d) ārpus fokusa.
e) par fokusu.
Atsauksmes: Burts B
Izšķirtspēja:
Ir tikai viens gadījums, kad ieliektie spoguļi spēj konjugēt virtuālus (tiešus) attēlus: kad kāds objekts ir novietots tuvu tā virsmai, attālumos, kas ir mazāki par fokusa attālumu spogulis. Tāpēc pareizā alternatīva ir burts B.
Es. Rafaels Helerbroks
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espelhos-esfericos.htm