oglinzisferic sunt sisteme optice formate pe baza de capacele de butuclustruitși reflectoare, capabil să reflecte ușoară în unghiuri diferite, producând astfel imagini care pot fi ambele real ca virtual. Există două tipuri de oglinzi sferice: oglinziconcav si oglinziconvex. Înainte de a pătrunde în detaliile fiecăreia dintre aceste oglinzi, să identificăm și să definim ce anume elementegeometricDinoglinzisferic.
Uitede asemenea:Descoperiți cele mai incredibile fenomene optice
Elemente geometrice ale oglinzilor sferice
Elementele geometrice ale oglinzilor sferice sunt foarte utile pentru studiul dumneavoastră analitic, prin intermediul optică geometrică. Indiferent de formele oglinzii sferice (concav sau convex), aceste elemente sunt aceleași pentru ambele.
Vârful (V)
O vârf marchează regiunea centrală a oglinzilor sferice. În acest moment desenăm axa principală (sau axa de simetrie) a oglinzii. Orice raza de lumina care se concentrează pe vârful unei oglinzi sferice este reflectată cu același unghi de incidență, la fel ca o oglindă plată.
Centru de curbură (C)
O centru de curbură a oglinzilor sferice este Scormediu a calotei sferice care dă naștere oglinzii, prin urmare, este egală cu Ray a acelei sfere. Orice rază de lumină care cade pe centrul de curbură al unei oglinzi sferice trebuie să fie reflectat asupra lui însuși, astfel încât razele de lumină incidente și reflectate parcurg același drum.
raza de curbură (R)
O raza de curbură măsoară distanța dintre vârf din oglindă și din a ta centrul decurbură, este notat cu litera R și se măsoară de obicei în metri.
Vezi si: Care este viteza luminii?
Nu te opri acum... Mai sunt dupa publicitate ;)
Focalizare (F)
O se concentreze este punctul în care razele de lumină paralele converge după ce a fost reflectată de a oglindăconcav. În cazul oglinzilor convex, razele de lumină reflectate diverge a suprafeței sale și, prin urmare, sunt cele prelungiri ale razelor de lumină care se intersectează, într-un punct situat „în spatele” suprafeței acestor oglinzi. Din acest motiv, spunem că focalizarea oglinzilor convexe este virtual, în timp ce focalizarea oglinzilor concave este reală.
Tipul de focalizare în oglindă influențează direct calculele. oglinzi cu focalizare reală (concave) au punctul lor focal scris cu semnalpozitiv, oglinzile convexe primesc semnalnegativ pentru concentrarea ta:
oglindă concavă |
Focalizare reală, semn plus, în fața oglinzii |
oglindă convexă |
Focalizare virtuală, semnul minus, în spatele oglinzii |
Figura de mai jos reprezintă reflectarea luminii de către a oglindăconvex. Realizați că razele de lumină reflectate sunt divergente, în acest caz, ceea ce se întâmplă este încrucișarea prelungirilor razelor de lumină, de aceea apare imaginea conjugata de aceste oglinzi in spate a suprafetei reflectorizante:
Distanța focală (f)
THE distanta focala măsoară poziția focarului în raport cu vârful oglinzilor sferice, în plus, raze de lumină paralele care se concentrează pe oglinzi concave sunt reflectat asupra punctului focal. În cazul oglinzilor convexe, acestea sunt prelungirile razelor de lumină care se traversează în focalizarea lor, situate în spatele oglinzii, numite focalizare virtuală.
Unghi de deschidere
Unghiul de deschidere măsoară gradul decurbură a oglinzii. Acest unghi este măsurat de pe axa de simetrie a oglinzilor sferice. Cu cât unghiul de deschidere este mai mare, cu atât oglinda seamănă mai mult cu o oglindă plată.
oglinzi concave
Tu oglinziconcav sunt carii reflectoare cu raze constante. sunt folosite pentru a produce imagini virtuale și mărite a obiectelor poziționate în regiuni apropiate de suprafața acestuia, ca în cazul oglinzilor folosite în optică sau pentru aplicarea machiajului etc. Acest tip de oglindă este, de asemenea, capabil să se conjugă imagini reale și deci inversate, la poziționarea unui obiect dincolo de distanța sa focală.
Pentru a înțelege mai bine modul în care oglinzile concave conjugă imaginile, va trebui să descriem fiecare dintre cazurile posibile. Rețineți că situațiile descrise mai jos sunt în ordinea distanței de la vârful oglinzii, verificați:
Cazul 1 - Obiect poziționat între vârf și focarul oglinzii concave
Când plasați un obiect între vârful și focarul unei oglinzi concave, aceasta din urmă va produce a Imaginevirtual a obiectului,"in spate” a suprafeței oglinzii. Razele de lumină reflectate sunt divergente, prin urmare, prelungirile lor se intersectează, formând o imagine mărită a obiectului.
Cazul 2 - Obiect poziționat deasupra focalizării oglinzii concave
Când orice obiect este poziționat exact peste punctul focal al oglinzii concave, acesta nu se potrivește Imaginenici unul, deoarece nici razele reflectate și nici prelungirile lor nu se intersectează. În acest caz, spunem că imaginea este improprii sau care se formează în infinit.
Cazul 3 - Obiect poziționat între focalizare și centrul de curbură
Când plasați orice obiect între focalizarea și centrul de curbură al unei oglinzi convexe, imaginea produsă va fi întotdeauna real (prin urmare inversată) și mai mare decât obiectul.
Cazul 4 - Obiect poziționat pe centrul de curbură
Când orice obiect este plasat la o distanță de centrul de curbură în raport cu vârful oglinzii concave, el combină o Imaginereal Este din la felmărimea a obiectului tău.
Cazul 5 - Obiect poziționat dincolo de centrul de curbură
Obiectele care sunt poziționate dincolo de centrul de curbură produc imaginireal și minori decât obiectele tale.
în scurt
Oglinzile concave produc imagini reale atunci când plasăm obiecte aproape de suprafața lor, la distanță focală nu există formație imagine, dincolo de focalizare, imaginile sunt reale, iar dimensiunea lor scade în funcție de distanța dintre obiect și vârful oglindă.
Uitede asemenea:Descoperiți principalele instrumente optice
oglinzi convexe
Tu oglinziconvex sunt ca suprafaţăextern a unui capac reflectorizant. Aceste oglinzi doar se combină imagini virtuale, care sunt cele care sunt format în spatele oglinzilor și poate fi văzut datorită unei iluzii optice. Acest tip de imagine va fi întotdeauna asociat în aceeași orientare (fața în sus sau în jos) ca obiectele dvs.
În plus față de aceste caracteristici, indiferent de poziția obiectului imagine, imaginile conjugate de oglinzile convexe vor fi întotdeauna mai mici decât obiectele lor. Oglinzile convexe sunt utilizate pe scară largă în unitățile comerciale și, de asemenea, în transportul public datorită câmpului vizual mare pe care acest tip de oglindă este capabil să-l ofere.
în scurt
Oglinzile convexe produc doar imagini virtuale (directe) și reduse, indiferent de distanța dintre obiect și vârful oglinzii
Formule pe oglinzi sferice
Formulele utilizate pentru studiul analitic al oglinzilor sferice se aplică atât la oglinzile concave, cât și la cele convexe. Principala diferență între acest tip de oglindă este semn algebric care este atribuit focalizării (f).
oglinziconvex, care prezintă focalizare virtuală, caracteristică se concentrezenegativ, in timp ce oglinziconcav, ale căror focusuri sunt reale, ele prezintă se concentrezepozitiv. Mai mult, este important să se definească un referențial pentru utilizarea semnelor algebrice, pentru asta se folosește referențialul Gauss. Conform Referenţial gaussian:
Orice obiect sau imagine care se află în fața suprafeței reflectorizante a oglinzii trebuie să primească un semnal pozitiv.
Orice obiect sau imagine care se află în spatele suprafeței reflectorizante a oglinzii trebuie să primească un semnal negativ.
Orice obiect sau imagine care are o orientare verticală în sus trebuie să primească un semn pozitiv.
Orice obiect sau imagine care are o orientare verticală în jos trebuie să primească un semn negativ.
Figura de mai jos prezintă o mică schemă pentru a facilita înțelegerea semnalelor utilizate conform cadrului gaussian:
notăm prin literă pentru poziţia obiectelor în raport cu vârful oglinzilor. Poziția imaginilor conjugate de oglinzi, la rândul lor, se notează prin literă pentru'. În posesia acestor afirmații, să trecem la formule.
Distanța focală și raza de curbură
Există o formulă valabilă pentru toate oglinzile sferice care leagă distanța focală de raza de curbură, verificați-o:
f - distanta focala
R - raza de curbură
Ecuația punctelor conjugate sau ecuația gaussiană
Ecuația punctelor conjugate raportează distanța focală (f), poziția obiectului (p) și poziția imaginii (p'), ambele măsurate în raport cu vârful oglinzii, vezi:
f - distanta focala
pentru - pozitia obiectului
pentru' - pozitia imaginii
Ecuația de creștere liniară transversală
Mărirea liniară transversală este mărimea adimensională (fără unitatea de măsură) care măsoară relația dintre dimensiunea obiectului și cea a imaginii acestuia combinată de oglinzi sferice. Există trei moduri diferite de a calcula creșterea liniară transversală, verificați-o:
THE - creştere liniară transversală
eu - marimea imaginii
O - dimensiunea obiectului
f - distanta focala
Pentru a înțelege mai bine semnificația creșterii liniare transversale, consultați câteva rezultate posibile și interpretările lor:
A = 1: în acest caz, imaginea are aceeași dimensiune cu obiectul și orientarea sa este pozitivă (imagine virtuală);
A = -1: în acest caz, imaginea are aceeași dimensiune ca și obiectul, totuși este inversată (imagine reală);
A = + 0,5: imagine virtuală (dreapta) jumătate din dimensiunea obiectului;
A = - 2,5: imagine reală (inversată) de 2,5 ori dimensiunea obiectului.
Uitede asemenea:Ce culoare are apa?
Exerciții rezolvate pe oglinzi sferice
1) Un obiect este plasat la 50 cm în fața unei oglinzi concave a cărei distanță focală este de 25 cm. Determinați în ce poziție se formează imaginea acestui obiect.
a) - 50 cm
b) +50 cm
c) + 25 cm
d) - 40 cm
e) + 75 cm
Părere: Litera B
Rezoluţie:
Pentru a rezolva acest exercițiu, veți avea nevoie de ecuația lui Gauss, observați calculele:
În calculul anterior, am încercat să calculăm p', poziția imaginii. Pentru a face acest lucru, înlocuim datele de focalizare și poziție ale obiectului în ecuația Gauss, rezultând o poziție de 50 cm în fața oglinzii. Astfel, alternativa corectă este litera B.
2) Un obiect de 10 cm înălțime este plasat la 30 cm de o oglindă convexă a cărei distanță focală este de -10 cm. Determinați dimensiunea imaginii conjugate de această oglindă.
a) - 5 cm
b) - 10 cm
c) - 25 cm
d) - 50 cm
e) - 100 cm
Părere: Litera a
Rezoluţie:
Pentru a rezolva acest exercițiu, vom folosi ecuația de creștere liniară transversală, verificați calculul de făcut:
Pentru a rezolva acest exercițiu, am folosit două dintre cele trei formule folosite pentru a calcula creșterea liniară transversală, rezultând o imagine de -5 cm. Aceasta indică faptul că imaginea este redusă în raport cu obiectul și inversată, deci reală.
3) Este obișnuită utilizarea oglinzilor concave în optică, astfel încât să fie posibilă examinarea detaliilor cadrelor, datorită formării de imagini mai mari decât obiectele lor. Pentru ca o oglindă concavă să formeze imagini directe și mai mari decât obiectele sale, este necesar să poziționați obiectul
a) între focar și centrul de curbură.
b) între apex și focus.
c) dincolo de centrul de curbură.
d) dincolo de focalizare.
e) despre focalizare.
Părere: Litera B
Rezoluţie:
Există un singur caz în care oglinzile concave sunt capabile să conjugă imagini virtuale (directe): când un obiect este poziționat aproape de suprafața sa, la distanțe mai mici decât distanța focală a oglindă. Prin urmare, alternativa corectă este litera B.
De mine. Rafael Helerbrock
