Artikel über Strahlendiagramme für den konvexen Spiegel
Befindet sich ein Objekt vor der Oberfläche eines konvexen Spiegels, der Licht reflektiert, erzeugt der Spiegel ein Bild des Objekts. Wie lässt sich die Bildentstehung zeichnen, wenn der Abstand des Objekts zum Spiegel bekannt ist? Angenommen, ein Objekt befindet sich vor einem konvexen Spiegel, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Die orange Linie = konvexer Spiegel
Blaue Linie = die Hauptachse
Grüner Pfeil = Objekt
R = Krümmungsmittelpunkt des konvexen Spiegels
f = Brennpunkt des konvexen Spiegels
Bilder von Objekten entstehen, indem man alle durch das Objekt verlaufenden Lichtstrahlen zeichnet. Dies ist jedoch unpraktisch, da die Anzahl der Strahlen sehr groß ist. Der Einfachheit halber werden daher nur wenige Strahlen ausgewählt, die alle durch das Objekt hindurchtretenden Lichtstrahlen repräsentieren. Da es sich hierbei um Lichtreflexion handelt, muss beim Zeichnen der Bildentstehung das Reflexionsgesetz beachtet werden.
Strahlendiagramm
1:
Der Strahl 1 bzw. der Lichtstrahl 1, der auf den konvexen Spiegel trifft, wird parallel zur optischen Achse ausgerichtet und berührt das obere Ende des Objekts.
Das Licht wird dann vom konvexen Spiegel reflektiert, wobei der Lichtstrahl so reflektiert wird, als käme er vom Brennpunkt (f). Einfallendes und reflektiertes Licht müssen dem Reflexionsgesetz genügen, wonach Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich sind.
2:
Der Strahl 2 bzw. Lichtstrahl 2, der in den konvexen Spiegel eintritt, wird so gelenkt, dass er das obere Ende des Objekts berührt.
Wenn der Lichtstrahl auf den Schnittpunkt seiner Hauptachse mit dem konvexen Spiegel trifft, wird er reflektiert. Einfallendes und reflektiertes Licht müssen dem Reflexionsgesetz genügen, wonach Einfallswinkel und Reflexionswinkel gleich sind.
3:
Der Strahl 3 bzw. der Lichtstrahl 3, der in den konvexen Spiegel eintritt, wird zum Mittelpunkt der Spiegelkrümmung (R) gelenkt und berührt das obere Ende des Objekts.
Das Licht wird vom konvexen Spiegel so reflektiert, als käme der reflektierte Lichtstrahl vom Krümmungsmittelpunkt. Der reflektierte Lichtstrahl deckt sich mit dem einfallenden Lichtstrahl. Einfallendes und reflektiertes Licht erfüllen das Reflexionsgesetz, wonach Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich sind. Damit sich die beiden Lichtstrahlen decken, müssen sie senkrecht (90 ° ) zur Oberfläche des konvexen Spiegels stehen.
Die Bildentstehung (zwei Strahlen)
Die Bildentstehung kann, wie in der Abbildung unten dargestellt, mit nur zwei Strahlen gezeichnet werden. Bei Verwendung von zwei Strahlen ergeben sich drei mögliche Bildentstehungen.
Strahl 1 und Strahl 2
Strahl 1 und Strahl 3
Strahl 2 und Strahl 3
Die Darstellung der Bildentstehung mit nur zwei Lichtstrahlen hängt auch vom Abstand des Objekts zum konvexen Spiegel ab. Ist der Abstand wie in der obigen Abbildung dargestellt, ergeben sich drei Möglichkeiten zur Bildentstehung. Weicht der Abstand jedoch ab, beispielsweise wenn sich das Objekt zwischen Brennpunkt und Krümmungsmittelpunkt befindet, sind es möglicherweise nur zwei Möglichkeiten.
Wenn Sie die Bildentstehung mithilfe eines konvexen Spiegels zeichnen, können Sie eine Methode wählen und müssen nicht zwei oder drei Wege verwenden.
Die Bildentstehung (drei Strahlen)
Die Bildentstehung kann mithilfe von drei Lichtstrahlen oder drei Lichtstrahlen dargestellt werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Wenn der Abstand des Objekts vom konvexen Spiegel nicht dem in der Abbildung dargestellten Abstand entspricht, beispielsweise wenn sich das Objekt zwischen dem konvexen Spiegel und dem Brennpunkt befindet,
Befindet sich das Objekt zwischen Brennpunkt und Krümmungsmittelpunkt, lässt sich die Bildentstehung nicht wie in der Abbildung dargestellt auf drei Arten beschreiben. Es gibt nur zwei Möglichkeiten. Betrachten Sie bitte das Beispiel der Bildentstehung durch einen konvexen Spiegel, wobei der Objektabstand variiert.
