Definició del mirall convex
Un tipus de mirall que s'utilitza a la vida quotidiana és el mirall convex. El mirall convex té formes corbes, on la superfície del mirall, que reflecteix la llum, es corba cap endavant.
Usos del mirall convex
Si alguna vegada heu vist un retrovisor de motocicleta o cotxe, és clar que ja coneixeu l'ús dels miralls convexos a la vida quotidiana. Els miralls s'utilitzen com a retrovisors perquè les imatges formades pels miralls convexos són verticals i les imatges són més petites que els objectes, de manera que tenen un rang de vistes més ampli. A més de la mida més petita de la imatge, totes les imatges formades pels miralls convexos són virtuals.
El punt focal del mirall convex
Si la superfície d'un mirall que reflecteix la llum s'exposa a un objecte molt distant, com ara els raigs del sol, el feix de llum emès pel sol
serà paral·lel a l'eix principal del mirall, tal com es mostra a la figura següent. L'eix principal és una línia imaginària perpendicular al centre de la superfície del mirall. A la figura següent, l'eix principal coincideix amb el punt focal (F) del mirall.
Quan incideix sobre la superfície d'un mirall, cada feix de llum compleix la llei de reflexió de la llum, on l'angle d'incidència és el mateix que l'angle de reflexió. Si la línia discontínua es dibuixa des de la base de la llum reflectida, totes les línies discontínues s'intersequen al mateix punt, i aquest punt s'anomena punt focal (F) del mirall.
L'ull humà veu el feix de llum movent-se en una trajectòria recta i tota la llum reflectida com si provingués del punt focal d'un mirall. El punt focal és el punt d'imatge d'un objecte que està molt lluny de la superfície del mirall, per exemple, el sol i la imatge són virtuals.
La distància focal del mirall convex
La distància focal (f) és la distància entre el punt focal (F) i la superfície del mirall. El punt C és el punt central de la curvatura del mirall. La distància focal del mirall convex és f (distancia focal = f = FQ) i el radi de curvatura del mirall convex és r (radi de curvatura = r = CQ = CP).
El raig incident incideix en un mirall a P i després es reflecteix pel mirall convex, on la llum reflectida sembla provenir del punt focal F. La línia discontínua CP és una línia normal. La llum incident i la llum reflectida compleixen la llei de reflexió de la llum, on l'angle d'incidència (θ) és igual a l'angle de reflexió (θ), i aquest angle és igual a l'angle del triangle PCQ (θ). L'angle del triangle PCQ és el mateix que l'angle del triangle CPF, per tant, el triangle PFC és un triangle equilàter. Com que el triangle PFC és un triangle equilàter, la longitud del PF és igual a la longitud del CF. Suposant que l'amplada del mirall és més petita que el radi de curvatura del mirall, la longitud del PF es considera igual a la longitud del FQ. Com que CF = PF i PF = FQ, aleshores CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = radi de curvatura del mirall i FQ = f = distància focal del mirall. Així, es pot concloure que el radi de curvatura del mirall convex (r) = 2x longitud focal (f) del mirall convex. Matemàticament:
r = 2f o f = r / 2
Formació d'imatges pel mirall convex
Els miralls còncaus poden formar imatges reals i virtuals, mentre que els miralls convexos només poden formar imatges virtuals. Pel que fa a la formació d'imatges d'un objecte pels miralls convexos, s'ha explicat detalladament al tema de la formació d'imatges pel mirall convex.
Imatge virtual
Quan un mirall convex reflecteix la llum que arriba cap a la superfície del mirall convex, la direcció de la llum reflectida
sembla que prové del punt focal del mirall convex i del punt central de la curvatura del mirall convex. Com que la llum no passa per darrere d'un mirall convex, la imatge formada és una imatge virtual. Si col·loqueu la pantalla en una posició on hi ha una imatge virtual, no hi ha cap imatge a la pantalla. La imatge virtual existeix perquè l'ull humà veu els raigs de llum que es mouen recte i sembla com si els raigs provenguessin del punt on es troba la imatge virtual.
