Definisie van 'n konkawe spieël
Een tipe spieël wat in die alledaagse lewe gebruik word, is 'n konkawe spieël. 'n Konkawe spieël is 'n geboë spieël, waar 'n spieëloppervlak lig weerkaats en agtertoe buig.
Gebruike van die konkawe spieël
As jy jou gesigvel duideliker en in detail wil waarneem, maak jou gesig toe teen die oppervlak van 'n konkawe spieël wat
weerkaats lig sodat die beeld van jou gesig groter lyk en die porieë van die gesigvel duidelik gesien kan word. Die beeld van jou gesig lyk groter as jou gesig omdat die spieël die beeld vergroot, waar dit gebeur wanneer die afstand van jou gesig vanaf die konkawe spieël kleiner is as die brandpuntsafstand van die spieël. Omdat dit beelde kan vergroot, word konkawe spieëls gewoonlik deur vroue gebruik om aan te trek en deur mans gebruik wanneer hulle skeer.
Die spieëls word ook in flitse en motorkopligte gebruik. Die gebruik van 'n spieël op 'n flitslig, motorkopligte of ander kolligte is om die lig parallel te laat beweeg sodat alle lig reguit vorentoe kan beweeg. As jy die glasvoordeksel van die flitslig oopmaak en die konkawe spieël loslaat, sal die gevolglike flitslig in alle rigtings wyd wees en nie voorwerpe of padoppervlaktes op 'n afstand kan verlig nie.
Behalwe dat dit in flitse of ander kolligte gebruik word, word spieëls ook in sonkragaanlegte gebruik. In 'n sonkragaanleg versamel 'n konkawe spieël sonlig, en alle lig word na die fokuspunt van die spieël gerig, waar die konkawe spieël by die fokuspunt in 'n houer geplaas word. Sonlig word gebruik om water in 'n houer te verdamp, waar stoom gebruik word om elektriese energie-opwekkende turbines aan te dryf.
Die fokuspunt van die konkawe spieël
As die oppervlak van 'n konkawe spieël wat lig weerkaats, blootgestel word aan 'n baie verafgeleë voorwerp soos die son, dan sal die ligstraal wat deur die son uitgestraal word parallel wees met die hoofas van die konkawe spieël, soos in die figuur hieronder getoon. Die hoofas is 'n denkbeeldige reguit lyn loodreg op die middelpunt van die oppervlak van die konkawe spieël. In die figuur hieronder val die hoofaslyne saam met die snypunt van alle weerkaatste ligstrale.
Wanneer dit die oppervlak van die konkawe spieël tref, gehoorsaam elke ligstraal die wet van weerkaatsing van lig. Tussen die invallende ligstrale en die weerkaatste ligstrale is daar 'n normaallyn loodreg op die spieëloppervlak wat deur die ligstraal deurgaan, maar die normaallyn word nie getoon nie.
Die hoek tussen die invallende ligstrale en die normaallyn is dieselfde as die hoek tussen die gereflekteerde ligstrale en die normaallyn. Anders as 'n vlakspieël wat 'n plat oppervlak het sodat alle normaallyne in dieselfde rigting is, is die normaallyn van die konkawe spieël nie unidireksioneel nie, want die konkawe spieëloppervlak is geboë en nie plat nie. Al die gereflekteerde strale sny mekaar by een punt wat saamval met die hoofas, wat die brandpunt (F) genoem word. Met ander woorde, die brandpunt is die beeldpunt van 'n voorwerp wat baie ver van die oppervlak van 'n konkawe spieël is, soos die son en sterre.
Gebaseer op die wet van ligweerkaatsing, kan die rigting van die ligstraal of die ligstraal omgekeer word, in teenstelling met die vorige beeld. Indien aanvaar word dat 'n ligbron by die brandpunt van die konkawe spieël is, word die ligstraal wat deur die voorwerp uitgestraal word, deur die oppervlak van die konkawe spieël weerkaats. Die rigting van die weerkaatste ligstraal is parallel met die hoofas van die konkawe spieël. Dit is die fundamentele beginsel agter die gebruik van konkawe spieëls op flitse, motorkopligte of ander kolligte, die gebruik van konkawe spieëls in sonkragaanlegte.
Gebaseer op die verduideliking hierbo, kan die gevolgtrekking gemaak word dat as daar 'n ligbron by die fokuspunt van die konkawe spieël geleë is,
Die ligstraal wat deur die voorwerp uitgestraal word, word deur die oppervlak van die konkawe spieël weerkaats, waar die weerkaatste ligstraal parallel met die hoofas van die konkawe spieël is. Omgekeerd, as die voorwerp op 'n groot afstand is, is die beeld van die voorwerp by die brandpunt van die konkawe spieël. As 'n baie verafgeleë voorwerp 'n beeld by die brandpunt het, waar is die beeld van die voorwerp as die afstand van die voorwerp vanaf die oppervlak van die spieël eindig of naby is? Om dit te verstaan, bestudeer asseblief die onderwerp van beeldvorming deur die konkawe spieël.
Die brandpuntsafstand van die konkawe spieël
Brandpuntafstand (f) is die afstand tussen die brandpunt (F) en die konkawe spieëloppervlak. Hier volg hoe om die brandpuntafstand van 'n konkawe spieël te bepaal deur die invallende ligstrale en die gereflekteerde ligstrale te gebruik.
Punt C is die middelpunt van die konkawe spieël se kromming. Die brandpuntsafstand van die konkawe spieël is f (brandpuntsafstand = f = FQ), en die radius van die kromming van die konkawe spieël is r (krommingsradius = r = CQ = CP).
Die invallende ligstrale tref die konkawe spieël op P en word dan na die brandpunt F gereflekteer. Die stippellyn CP is die normaallyn. Die invallende ligstrale en gereflekteerde ligstrale voldoen aan die wet van weerkaatsing van lig, waar die invalshoek (θ) gelyk is aan die weerkaatsingshoek (θ) en hierdie hoek gelyk is aan die hoek van die driehoek PCQ (θ). Die driehoekhoek van PCQ is dieselfde as die hoek van die driehoek CPF. Daarom is die PFC-driehoek 'n gelyksydige driehoek. Omdat die PFC-driehoek 'n gelyksydige driehoek is, is die lengte van die PF gelyk aan die lengte van die CF. As ons aanvaar dat die spieëlwydte kleiner is as die radius van die spieëlkromming, word die lengte van die PF as gelyk aan die lengte van die FQ beskou. Omdat CF = PF en PF = FQ, dan is CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = die radius van die kromming van die konkawe spieël en FQ = f = brandpuntsafstand van die konkawe spieël. Dus kan die gevolgtrekking gemaak word dat die krommingsradius van die konkawe spieël (r) = 2 x die brandpuntsafstand (f) van die konkawe spieël is. Wiskundig:
r = 2f of f = r / 2
Beeldvorming deur die konkawe spieël
Vlak spieëls kan slegs die virtuele beeld vorm, terwyl konkawe spieëls die werklike beeld en die virtuele beeld kan vorm. Die beeld van 'n voorwerp is werklik of virtueel, afhangende van die afstand van die voorwerp vanaf die oppervlak van die konkawe spieël,
en dit is in detail verduidelik in die onderwerp van die beeldvorming deur die konkawe spieël.
Werklike beeld
'n Beeld is werklik as die gereflekteerde ligstraal die punt kruis waar die beeld geleë is. As 'n skerm in 'n posisie geplaas word waar daar 'n werklike beeld is, sal 'n ligstraal op die skerm verskyn, en hierdie ligstraal het die vorm van 'n voorwerp. Die bestaan van werklike beelde wat deur die konkawe spieëls gevorm word, is die rede waarom die konkawe spieëls in astronomiese teleskope gebruik word. Wat die lens betref, sal jy weet dat die vermoë van 'n lens om 'n werklike beeld te skep, die rede is vir die gebruik van die lens op die optiese teleskoop.
Virtuele beeld
'n Beeld is virtueel as die gereflekteerde ligstraal nie deur die punt beweeg waar die beeld geleë is nie. As 'n skerm in 'n posisie geplaas word waar daar 'n virtuele beeld is, is daar geen sigbare ligstraal op die skerm nie. Die virtuele beeld bestaan nie, maar die menslike oog sien 'n ligstraal wat in 'n reguit pad beweeg sodat dit lyk asof die lig reguit beweeg vanaf die punt waar die beeld is.
