Definition af konkavt spejl
En type spejl, der bruges i hverdagen, er det konkave spejl. Et konkavt spejl er et buet spejl, hvor den reflekterende overflade krummer bagud. For at hjælpe dig med at forstå det, kan du undersøge billedet af et konkavt spejl på siden.
Brug
Hvis du vil observere din ansigtshud mere tydeligt og detaljeret, skal du holde dit ansigt tæt på den reflekterende overflade af et konkavt spejl, indtil dit spejlbillede ser større ud, og dine porer kan ses tydeligt. Dit spejlbillede ser større ud end dit ansigt, fordi spejlet forstørrer det, hvilket sker, når dit ansigt er mindre end spejlets brændvidde. Undersøg emnet om konkave spejlrefleksioner for bedre at forstå dette. Fordi de forstørrer refleksionen, bruges spejle ofte af kvinder til pleje og mænd til barbering.
Konkave spejle bruges også i lommelygter og billygter. Formålet med spejle i lommelygter, billygter eller andre projektører er at parallelisere lyset, så alt lyset bevæger sig lige frem. Hvis du åbner frontglasset på en lommelygte og fjerner spejlet, spredes det resulterende lys i alle retninger og kan ikke oplyse genstande eller vejoverflader på afstand. Funktionsprincippet for spejle i lommelygter eller billygter forklares senere i diskussionen om spejles fokuspunkt. Udover at blive brugt i lommelygter eller andre projektører, bruges spejle også i solkraftværker. I solkraftværker opsamler spejle sollys og leder alt lyset mod spejlets fokuspunkt, hvor et kar er placeret. Sollys bruges til at fordampe vand i karret, hvor dampen bruges til at drive en turbine til at generere elektricitet.
Fokuspunkt
Hvis overfladen af et spejl, der reflekterer lys, vender mod et meget fjerntliggende objekt, for eksempel solen, vil den lysstråle, der udsendes af solen, være parallel med objektet. hovedakse spejl, som vist på billedet nedenfor. Hovedaksen er en imaginær linje vinkelret på spejloverfladens centrum. På billedet nedenfor falder hovedaksens linje sammen med skæringspunktet for alle reflekterede lysstråler.
Når den rammer en spejloverflade, adlyder hver lysstråle eller lysstråle loven om lysets refleksionMellem den indfaldende stråle og den reflekterede stråle er der en normallinje, der er vinkelret på spejloverfladen, som lysstrålen passerer igennem, men normallinjen er ikke tegnet. Vinklen mellem den indfaldende stråle og normalen er den samme som vinklen mellem den reflekterede stråle og normalen. I modsætning til et fladt spejl, der har en flad overflade, så alle normale linjer er i samme retning, er normalene i et konkavt spejl ikke i samme retning, fordi spejloverfladen er buet og ikke flad. Alle de reflekterede stråler skærer hinanden i ét punkt, der falder sammen med hovedaksen, som kaldes fokuspunkt (F). Med andre ord er fokuspunktet billedpunktet for et objekt, der er meget langt fra spejloverfladen, for eksempel solen og stjernerne.
Baseret på loven om lysets refleksion, kan retningen af lysstrålen eller lysstrålerne vendes, i modsætning til det foregående billede. Hvis en lyskilde antages at være i spejlets fokuspunkt, rammer den lysstråle, der udsendes af objektet, spejloverfladen og reflekteres af spejloverfladen. Retningen af den reflekterede lysstråle er parallel med hovedaksen i det konkave spejl. Dette er det grundlæggende princip bag brugen af spejle i lommelygter, billygter eller andre projektører, brugen af spejle i solkraftværker
Baseret på ovenstående forklaring kan det konkluderes, at hvis der er en lyskilde placeret i spejlets brændpunkt, reflekteres den lysstråle, der udsendes af objektet, af spejlet, hvor den reflekterede lysstråle er parallel med spejlets hovedakse. Omvendt, hvis objektet er i meget lang afstand, er objektets billede i det konkave spejls brændpunkt. Hvis et objekt i meget lang afstand har et billede i brændpunktet, hvor er objektets billede så, hvis objektets afstand fra spejlets overflade er endelig eller tæt på? For at forstå dette, skal du studere emnet billede af det konkave spejl , og for at fremskynde forståelsen af emnet, skal du først studere de specielle stråler fra det konkave spejl og formlen for det konkave spejl.
Brændvidde
Brændvidden (f) er afstanden mellem brændpunktet (F) og overfladen af et konkavt spejl. Følgende forklarer, hvordan man bestemmer brændvidden af et konkavt spejl ved hjælp af en indfaldende stråle og en reflekteret stråle.
Punkt C er krumningsmidtpunktet for det konkave spejl. Brændvidden for det konkave spejl er f (brændvidde = f = FQ), og krumningsradius for det konkave spejl er r (krumningsradius = r = CQ = CP).
Den indfaldende stråle rammer det konkave spejl ved P og reflekteres mod brændpunktet F. Den stiplede linje CP er normalen. Den indfaldende stråle og den reflekterede stråle følger loven om lysrefleksion, hvor indfaldsvinklen (θ) er lig med refleksionsvinklen (θ), og denne vinkel er lig med vinklen på trekant PCQ (θ). Vinklen på trekant PCQ er lig med vinklen på trekant CPF, derfor er trekant PFC en ligesidet trekant. Da trekant PFC er en ligesidet trekant, er længden af PF lig med længden af CF. Ved at antage, at spejlets bredde er mindre end spejlets krumningsradius, betragtes længden af PF derfor som lig med længden af FQ. Da CF = PF og PF = FQ, er CQ = 2, CF = 2, FQ. CQ = r = krumningsradius for det konkave spejl, og FQ = f = brændvidden for det konkave spejl. Det kan således konkluderes, at krumningsradiusen for det konkave spejl (r) = 2 x brændvidden (f) for det konkave spejl. Matematisk:
r = 2 f eller f = r / 2
Skygge
Et fladt spejl kan kun danne et virtuelt billede, mens et konkavt spejl kan danne både reelle og virtuelle billeder. Om et objekts billede er reelt eller virtuelt afhænger af objektets afstand fra overfladen af det konkave spejl, og dette er blevet forklaret detaljeret i emnet. konkavt spejlbillede.
Ægte skygge
Et billede er virkeligt, hvis den reflekterede lysstråle eller de reflekterede lysstråler passerer gennem det punkt, hvor billedet er placeret. Hvis en skærm placeres et sted, hvor et virkeligt billede forventes, vil en lysstråle vises på skærmen, og denne lysstråle har form som objektet. Eksistensen af et virkeligt billede dannet af et konkavt spejl er grunden til, at konkave spejle bruges i astronomiske teleskoper. I emnet om optiske linser vil du lære, at en linses evne til at danne et virkeligt billede er baggrunden for dens anvendelse i optiske teleskoper.
Mayas skygge
Et billede er virtuelt, hvis den reflekterede lysstråle eller de reflekterede lysstråler ikke passerer gennem det punkt, hvor billedet er placeret. Hvis en skærm placeres et sted, hvor et virtuelt billede forventes, vil der ikke være nogen lysstråle synlig på skærmen. Et virtuelt/tilsyneladende/falskt billede eksisterer faktisk ikke, men det menneskelige øje ser det. lysstråle bevæger sig i en lige bane, så det ser ud som om lyset bevæger sig lige fra det punkt, hvor skyggen er placeret.
