speglarsfärisk är optiska system bildade på basis av navkapslarpoleradoch reflexer, kunna spegla ljus i olika vinklar, vilket ger bilder som både kan vara verklig som virtuell. Det finns två typer av sfäriska speglar: speglarkonkav och den speglarkonvex. Innan vi går in i detaljerna för var och en av dessa speglar, låt oss identifiera och definiera vad elementgeometriskFrånspeglarsfärisk.
Seockså:Upptäck de mest otroliga optiska fenomenen
Geometriska element av sfäriska speglar
De geometriska elementen i sfäriska speglar är mycket användbara för din analytiska studie, genom geometrisk optik. Oavsett formerna på den sfäriska spegeln (konkav eller konvex), dessa element är desamma för båda.
Vertex (V)
O vertex markerar den centrala delen av de sfäriska speglarna. Det är vid denna tidpunkt som vi ritar spegelns huvudaxel (eller symmetriaxel). Några ljusstråle som fokuserar på spetsen på en sfärisk spegel reflekteras med samma infallsvinkel, precis som en platt spegel skulle göra.
Krökningscentrum (C)
O krökningscentrum av de sfäriska speglarna är Göramedium av den sfäriska hatten som ger upphov till spegeln, därför är den lika med Stråle av den sfären. Varje ljusstråle som faller på centrum av krökningen av en sfärisk spegel måste vara reflekterade över sig själv, så att infallande och reflekterade ljusstrålar färdas samma väg.
krökningsradie (R)
O krökningsradie mäter avståndet mellan vertex från spegeln och din mitten avkrökning, det betecknas med bokstaven R och mäts vanligtvis i meter.
Se också: Vad är ljusets hastighet?
Fokus (F)
O fokus är punkten där parallella ljusstrålar konvergera efter att ha reflekterats av en spegelkonkav. När det gäller speglar konvex, de reflekterade ljusstrålarna avvika av dess yta och är därför förlängningar av ljusstrålar som skär varandra, vid en punkt som ligger "bakom" ytan på dessa speglar. Av denna anledning säger vi att fokus för konvexa speglar är virtuell, medan fokus på de konkava speglarna är verklig.
Typen av spegelfokus påverkar beräkningarna direkt. speglar med riktigt fokus (konkav) har sin fokuspunkt skriven med signalpositiv, de konvexa speglarna tar emot signalnegativ för ditt fokus:
konkav spegel |
Riktigt fokus, plustecken, framför spegeln |
konvex spegel |
Virtuellt fokus, minustecken, bakom spegeln |
Bilden nedan representerar ljusets reflektion av a spegelkonvex. Inse att de reflekterade ljusstrålarna är avvikande, i det här fallet är det som händer korsning av förlängningar av ljusstrålar, det är därför bilden som är konjugerad av dessa speglar visas Bakom av den reflekterande ytan:
Brännvidd (f)
DE brännvidd mäter fokusets position i förhållande till de sfäriska speglarnas vertex, dessutom, parallella ljusstrålar som fokuserar på konkava speglar är reflekteras över fokuspunkten. När det gäller konvexa speglar är de förlängningarna av ljusstrålar som korsar i deras fokus, belägna bakom spegeln, som kallas virtuellt fokus.
Öppningsvinkel
Öppningsvinkeln mäter grad avkrökning av spegeln. Denna vinkel mäts från de sfäriska speglarnas symmetriaxel. Ju större öppningsvinkeln är, desto mer liknar spegeln en platt spegel.
konkava speglar
Du speglarkonkav är håligheter konstanta strålreflektorer. används för att producera virtuella och förstorade bilder av föremål placerade i områden nära dess yta, som i fallet med speglar som används i optik eller för att applicera smink, etc. Denna typ av spegel kan också konjugera verkliga och därför inverterade bilder, när du placerar ett föremål bortom sin brännvidd.
För att bättre förstå hur konkava speglar konjugerar bilder måste vi beskriva vart och ett av de möjliga fallen. Observera att situationerna som beskrivs nedan är i ordning efter avstånd från spegelns spets, kontrollera:
Fall 1 - Objekt placerat mellan vertex och fokus på den konkava spegeln
När du placerar ett föremål mellan spetsen och fokus på en konkav spegel, kommer den senare att producera en Bildvirtuell av föremålet, "Bakom” av spegelytan. De reflekterade ljusstrålarna är divergerande, därför skär deras förlängningar varandra och bildar en förstorad bild av objektet.
Fall 2 - Objekt placerat över den konkava spegelfokusen
När något föremål är placerat exakt över den konkava spegelns brännpunkt, matchar det inte Bildingen, eftersom varken de reflekterade strålarna eller deras förlängningar skär varandra. I det här fallet säger vi att bilden är felaktig eller som bildas i oändlig.
Fall 3 - Objekt placerat mellan fokus och krökningscentrum
När du placerar något föremål mellan fokus och krökningscentrum för en konvex spegel, kommer bilden som produceras alltid att vara verklig (därför inverterad) och större än objektet.
Fall 4 - Objekt placerat i mitten av krökningen
När något föremål placeras på ett avstånd från krökningscentrum i förhållande till spetsen på den konkava spegeln, kombinerar det en Bildverklig Det är från sammastorlek av ditt föremål.
Fall 5 - Objekt placerat bortom krökningscentrum
Objekt som är placerade bortom centrum av krökningen producerar bilderverklig och minderåriga än dina föremål.
kortfattat
Konkava speglar producerar verkliga bilder när vi placerar föremål nära deras yta, på brännvidd finns det ingen formation bild, bortom fokus, bilderna är verkliga och deras storlek minskar beroende på avståndet mellan objektet och spetsen på spegel.
Seockså:Upptäck de viktigaste optiska instrumenten
konvexa speglar
Du speglarkonvex är som ytaextern av en reflekterande mössa. Dessa speglar kombineras bara virtuella bilder, vilka är de som är bildas bakom speglarna och kan ses tack vare en optisk illusion. Den här typen av bild kommer alltid att paras i samma riktning (uppåt eller nedåt) som dina objekt.
Utöver dessa funktioner, oavsett placeringen av bildobjektet, bilderna konjugerade av de konvexa speglarna kommer alltid att vara mindre än deras objekt. Konvexa speglar används ofta i kommersiella anläggningar och även i kollektivtrafiken tack vare det stora synfält som denna typ av speglar kan ge.
kortfattat
Konvexa speglar producerar endast virtuella (direkta) och reducerade bilder, oavsett avståndet mellan objektet och spegelns vertex
Formler på sfäriska speglar
Formlerna som används för den analytiska studien av sfäriska speglar gäller både konkava och konvexa speglar. Den största skillnaden mellan denna typ av spegel är algebraiskt tecken som är tilldelad fokus (f).
speglarkonvex, som har virtuellt fokus, funktion fokusnegativ, medan speglarkonkav, vars fokus är verklig, de presenterar fokuspositiv. Vidare är det viktigt att definiera en referens för användning av algebraiska tecken, för det används Gauss-referensen. Enligt Gaussisk referens:
Alla föremål eller bilder som befinner sig framför spegelns reflekterande yta måste få en positiv signal.
Alla föremål eller bilder som ligger bakom spegelns reflekterande yta måste få en negativ signal.
Alla föremål eller bilder som har en vertikal riktning uppåt måste få ett positivt tecken.
Alla föremål eller bilder som har en vertikal nedåtriktad orientering måste få ett negativt tecken.
Figuren nedan visar ett litet schema för att underlätta förståelsen av de signaler som används enligt det Gaussiska ramverket:
vi betecknar med bokstaven för objektens position i förhållande till speglarnas vertex. Placeringen av bilderna som är konjugerade av speglarna betecknas i sin tur med bokstaven för'. I besittning av dessa uttalanden, låt oss gå till formlerna.
Brännvidd och krökningsradie
Det finns en formel som gäller för alla sfäriska speglar som relaterar brännvidden till krökningsradien, kolla in den:
f - brännvidd
R - krökningsradie
Ekvation av konjugerade punkter eller Gaussisk ekvation
Ekvationen för konjugerade punkter relaterar brännvidden (f), objektets position (p) och bildpositionen (p'), båda mätt i förhållande till spegelns vertex, se:
f - brännvidd
för - objektets position
för' - bildposition
Tvärgående linjär ökningsekvation
Tvärgående linjär förstoring är den dimensionslösa kvantiteten (utan måttenhet) som mäter förhållandet mellan storleken på föremålet och dess bild i kombination med sfäriska speglar. Det finns tre olika sätt att beräkna den tvärgående linjära ökningen, kolla in det:
DE - tvärgående linjär ökning
jag - bildstorlek
O - objektstorlek
f - brännvidd
För att bättre förstå innebörden av transversell linjär ökning, kolla in några möjliga resultat och deras tolkningar:
A = 1: i detta fall har bilden samma storlek som objektet och dess orientering är positiv (virtuell bild);
A = -1: i detta fall har bilden samma storlek som objektet, men den är inverterad (riktig bild);
A = + 0,5: virtuell bild (höger) halva storleken på objektet;
A = - 2,5: verklig (omvänd) bild 2,5 gånger objektets storlek.
Seockså:Vilken färg har vattnet?
Lösta övningar på sfäriska speglar
1) Ett föremål placeras 50 cm framför en konkav spegel vars brännvidd är 25 cm. Bestäm i vilken position bilden av detta objekt bildas.
a) - 50 cm
b) +50 cm
c) + 25 cm
d) - 40 cm
e) + 75 cm
Respons: Bokstaven B
Upplösning:
För att lösa denna övning behöver du Gaussekvationen, observera beräkningarna:
I den tidigare beräkningen försökte vi beräkna p', bildens position. För att göra detta ersätter vi objektets fokus och positionsdata i Gaussekvationen, vilket resulterar i en position på 50 cm framför spegeln. Det korrekta alternativet är alltså bokstaven B.
2) Ett 10 cm högt föremål placeras 30 cm från en konvex spegel vars brännvidd är -10 cm. Bestäm storleken på bilden som konjugerats av denna spegel.
a) - 5 cm
b) - 10 cm
c) - 25 cm
d) - 50 cm
e) - 100 cm
Respons: Bokstaven A
Upplösning:
För att lösa denna övning kommer vi att använda oss av den transversella linjära ökningsekvationen, kontrollera beräkningen som ska göras:
För att lösa denna övning använde vi två av de tre formlerna som användes för att beräkna den tvärgående linjära ökningen, vilket resulterade i en bild på -5 cm. Detta indikerar att bilden är reducerad i förhållande till objektet och inverterad, därför verklig.
3) Det är vanligt att använda konkava speglar i optik, så att det är möjligt att undersöka detaljer i ramarna, tack vare bildandet av bilder som är större än deras objekt. För att en konkav spegel ska bilda direkta och större bilder än dess objekt, är det nödvändigt att placera objektet
a) mellan fokus och krökningscentrum.
b) mellan apex och fokus.
c) bortom krökningscentrum.
d) bortom fokus.
e) om fokus.
Respons: Bokstaven B
Upplösning:
Det finns bara ett fall där konkava speglar kan konjugera virtuella (direkta) bilder: när något objekt är placerat nära dess yta, på avstånd som är mindre än brännvidden på spegel. Därför är det korrekta alternativet bokstaven B.
Av mig Rafael Helerbrock
Källa: Brasilien skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espelhos-esfericos.htm