speilenesfærisk er optiske systemer dannet på grunnlag av navkapslerpolertog reflekser, i stand til å reflektere lys i forskjellige vinkler, og produserer dermed bilder som begge kan være ekte som virtuelle. Det finnes to typer sfæriske speil: speilenekonkav og speilenekonveks. Før vi fordyper oss i detaljene i hvert av disse speilene, la oss identifisere og definere hva elementergeometriskFraspeilenesfærisk.
Seogså:Oppdag de mest utrolige optiske fenomenene
Geometriske elementer av sfæriske speil
De geometriske elementene til sfæriske speil er veldig nyttige for din analytiske studie, gjennom geometrisk optikk. Uavhengig av formene på det sfæriske speilet (konkav eller konveks), disse elementene er de samme for begge.
Toppunkt (V)
O toppunkt markerer det sentrale området av de sfæriske speilene. Det er på dette tidspunktet vi tegner hovedaksen (eller symmetriaksen) til speilet. Noen lysstråle som fokuserer på toppunktet til et sfærisk speil reflektert med samme innfallsvinkel, akkurat som et flatt speil ville gjort.
Krumningssenter (C)
O krumningssenter av de sfæriske speilene er Scoremedium av den sfæriske hetten som gir opphav til speilet, derfor er den lik Stråle av den sfæren. Enhver lysstråle som faller på krumningssenteret til et sfærisk speil må være det reflektert over seg selv, slik at innfallende og reflekterte lysstråler reiser samme vei.
krumningsradius (R)
O krumningsradius måler avstanden mellom toppunkt fra speilet og ditt sentrum avkrumning, det er betegnet med bokstaven R og måles vanligvis i meter.
Se også: Hva er lysets hastighet?
Fokus (F)
O fokus er punktet hvor parallelle lysstråler konvergere etter å ha blitt reflektert av en speilkonkav. Når det gjelder speil konveks, de reflekterte lysstrålene avvike av overflaten og er derfor forlengelser av lysstråler som krysser hverandre, på et punkt som ligger "bak" overflaten til disse speilene. Av denne grunn sier vi at fokuset til konvekse speil er virtuell, mens fokuset til de konkave speilene er ekte.
Typen speilfokus påvirker beregningene direkte. speil med ekte fokus (konkav) har fokuspunktet skrevet med signalpositiv, de konvekse speilene mottar signalnegativ for ditt fokus:
konkavt speil |
Ekte fokus, plusstegn, foran speilet |
konvekst speil |
Virtuelt fokus, minustegn, bak speil |
Figuren vist nedenfor representerer refleksjon av lys med a speilkonveks. Innse at de reflekterte lysstrålene er avvikende, i dette tilfellet er det som skjer kryssing av forlengelsene av lysstråler, det er derfor bildet som er konjugert av disse speilene vises bak av den reflekterende overflaten:
Brennvidde (f)
DE brennvidde måler posisjonen til fokuset i forhold til toppunktet til de sfæriske speilene, i tillegg, parallelle lysstråler at fokus på konkave speil er reflektert over fokuspunktet. Når det gjelder konvekse speil, er de forlengelsene av lysstråler som krysser i fokuset deres, plassert bak speilet, kalt virtuelt fokus.
Åpningsvinkel
Åpningsvinkelen måler grad avkrumning av speilet. Denne vinkelen måles fra symmetriaksen til de sfæriske speilene. Jo større åpningsvinkelen er, jo mer ligner speilet på et flatt speil.
konkave speil
Du speilenekonkav er hulrom konstante strålereflektorer. brukes til å produsere virtuelle og forstørrede bilder av gjenstander plassert i områder nær overflaten, som i tilfellet med speil som brukes i optikk eller for påføring av sminke, etc. Denne typen speil er også i stand til å konjugere ekte og derfor omvendte bilder, når du plasserer et objekt utover brennvidden.
For bedre å forstå hvordan konkave speil konjugerer bilder, må vi beskrive hvert av de mulige tilfellene. Merk at situasjonene beskrevet nedenfor er i rekkefølge etter avstand fra toppunktet til speilet, sjekk:
Tilfelle 1 - Objekt plassert mellom toppunktet og fokuset til det konkave speilet
Når du plasserer et objekt mellom toppunktet og fokuset til et konkavt speil, vil sistnevnte produsere en Bildevirtuell av objektet, "bak” av speiloverflaten. De reflekterte lysstrålene er divergerende, derfor krysser deres utvidelser seg og danner et forstørret bilde av objektet.
Tilfelle 2 - Objekt plassert over det konkave speilfokuset
Når et objekt er plassert nøyaktig over det konkave speilets brennpunkt, stemmer det ikke overens Bildeingen, siden verken de reflekterte strålene eller deres forlengelser krysser hverandre. I dette tilfellet sier vi at bildet er upassende eller som er dannet i uendelig.
Tilfelle 3 - Objekt plassert mellom fokus og krumningssenter
Når du plasserer et objekt mellom fokus og krumningssenteret til et konveks speil, vil bildet som produseres alltid være ekte (derfor omvendt) og større enn objektet.
Tilfelle 4 - Objekt plassert på midten av krumningen
Når en gjenstand plasseres i en avstand fra krumningssenteret i forhold til toppunktet til det konkave speilet, kombinerer det en Bildeekte Det er fra sammestørrelse av objektet ditt.
Tilfelle 5 - Objekt plassert utenfor krumningssenteret
Objekter som er plassert utenfor midten av krumningen produserer Bilderekte og mindreårige enn objektene dine.
kort oppsummert
Konkave speil produserer ekte bilder når vi plasserer objekter nær overflaten deres, i brennvidde er det ingen formasjon bilde, utenfor fokus, bildene er ekte og størrelsen reduseres i henhold til avstanden mellom objektet og toppunktet på speil.
Seogså:Oppdag de viktigste optiske instrumentene
konvekse speil
Du speilenekonveks er som flateutvendig av en reflekterende hette. Disse speilene kombineres kun virtuelle bilder, som er de som er dannet bak speilene og kan sees takket være en optisk illusjon. Denne typen bilder vil alltid pares i samme retning (forsiden opp eller ned) som objektene dine.
I tillegg til disse funksjonene, uavhengig av posisjonen til bildeobjektet, bildene konjugert av de konvekse speilene vil alltid være mindre enn objektene deres. Konvekse speil er mye brukt i kommersielle virksomheter og også i offentlig transport takket være det store synsfeltet som denne typen speil er i stand til å gi.
kort oppsummert
Konvekse speil produserer kun virtuelle (direkte) og reduserte bilder, uavhengig av avstanden mellom objektet og toppunktet på speilet
Formler på sfæriske speil
Formlene som brukes for analytisk studie av sfæriske speil gjelder både konkave og konvekse speil. Hovedforskjellen mellom denne typen speil er algebraisk tegn som er tildelt fokus (f).
speilenekonveks, som har virtuelt fokus, funksjon fokusnegativ, mens speilenekonkav, hvis fokus er ekte, presenterer de fokuspositivt. Videre er det viktig å definere en referanse for bruk av algebraiske tegn, til det brukes Gauss-referansen. I følge Gaussisk referanse:
Ethvert objekt eller bilde som er foran speilets reflekterende overflate må motta et positivt signal.
Ethvert objekt eller bilde som ligger bak speilets reflekterende overflate må motta et negativt signal.
Ethvert objekt eller bilde som har en vertikal orientering oppover må ha et positivt tegn.
Ethvert objekt eller bilde som har en vertikal nedadgående orientering må ha et negativt tegn.
Figuren nedenfor viser et lite opplegg for å lette forståelsen av signalene som brukes i henhold til det gaussiske rammeverket:
vi betegner med bokstaven til posisjonen til objekter i forhold til toppunktet til speilene. Plasseringen av bildene som er konjugert av speilene, er på sin side betegnet med bokstaven til'. I besittelse av disse utsagnene, la oss gå til formlene.
Brennvidde og krumningsradius
Det er en formel som er gyldig for alle sfæriske speil som relaterer brennvidden til krumningsradiusen, sjekk den ut:
f - brennvidde
R - krumningsradius
Ligning av konjugerte punkter eller Gaussisk ligning
Likningen av konjugerte punkter relaterer brennvidden (f), objektposisjonen (p) og bildeposisjonen (p'), begge målt i forhold til speiltoppunktet, se:
f - brennvidde
til - objektposisjon
til' - bildeposisjon
Tverrgående lineær økningsligning
Tverrgående lineær forstørrelse er den dimensjonsløse mengden (uten måleenhet) som måler forholdet mellom størrelsen på objektet og det til bildet kombinert av sfæriske speil. Det er tre forskjellige måter å beregne den tverrgående lineære økningen, sjekk det ut:
DE - tverrgående lineær økning
Jeg - bildestørrelse
O - objektstørrelse
f - brennvidde
For bedre å forstå betydningen av tverrgående lineær økning, sjekk ut noen mulige resultater og deres tolkninger:
A = 1: i dette tilfellet har bildet samme størrelse som objektet og orienteringen er positiv (virtuelt bilde);
A = -1: i dette tilfellet har bildet samme størrelse som objektet, men det er invertert (ekte bilde);
A = + 0,5: virtuelt bilde (høyre) halvparten av størrelsen på objektet;
A = - 2,5: ekte (omvendt) bilde 2,5 ganger størrelsen på objektet.
Seogså:Hvilken farge har vannet?
Løste øvelser på sfæriske speil
1) En gjenstand plasseres 50 cm foran et konkavt speil med brennvidde på 25 cm. Bestem i hvilken posisjon bildet av dette objektet er dannet.
a) - 50 cm
b) +50 cm
c) + 25 cm
d) - 40 cm
e) + 75 cm
Tilbakemelding: Bokstav B
Vedtak:
For å løse denne øvelsen trenger du Gauss-ligningen, observer beregningene:
I den forrige beregningen prøvde vi å beregne p', posisjonen til bildet. For å gjøre dette erstatter vi objektets fokus og posisjonsdata i Gauss-ligningen, noe som resulterer i en posisjon på 50 cm foran speilet. Dermed er det riktige alternativet bokstaven B.
2) En 10 cm høy gjenstand plasseres 30 cm fra et konveks speil hvis brennvidde er -10 cm. Bestem størrelsen på bildet konjugert av dette speilet.
a) - 5 cm
b) - 10 cm
c) - 25 cm
d) - 50 cm
e) - 100 cm
Tilbakemelding: Bokstaven A
Vedtak:
For å løse denne oppgaven vil vi bruke den transversale lineære økningsligningen, sjekk utregningen som skal gjøres:
For å løse denne øvelsen brukte vi to av de tre formlene som ble brukt til å beregne den tverrgående lineære økningen, noe som resulterte i et bilde på -5 cm. Dette indikerer at bildet er redusert i forhold til objektet og invertert, derfor ekte.
3) Det er vanlig å bruke konkave speil i optikk, slik at det er mulig å undersøke detaljer i rammene, takket være dannelsen av bilder som er større enn objektene deres. For at et konkavt speil skal danne direkte og større bilder enn objektene, er det nødvendig å plassere objektet
a) mellom fokus og krumningssenter.
b) mellom apex og fokus.
c) utenfor krumningssenteret.
d) utenfor fokus.
e) om fokus.
Tilbakemelding: Bokstav B
Vedtak:
Det er bare ett tilfelle der konkave speil er i stand til å konjugere virtuelle (direkte) bilder: når et objekt er plassert nær overflaten, i avstander som er mindre enn brennvidden til speil. Derfor er det riktige alternativet bokstaven B.
Av meg Rafael Helerbrock
Kilde: Brasil skole - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espelhos-esfericos.htm
