Difino de Konkava Spegulo
Unu tipo de spegulo uzata en ĉiutaga vivo estas la konkava spegulo. Konkava spegulo estas kurba spegulo, kie la reflekta surfaco kurbiĝas malantaŭen. Por helpi vin kompreni, ekzamenu la bildon de konkava spegulo flanke.
Uzu
Se vi volas observi vian vizaĝhaŭton pli klare kaj detale, tenu vian vizaĝon proksime al la reflekta surfaco de konkava spegulo ĝis via reflekto aspektas pli granda kaj viaj poroj povas esti klare videblaj. Via reflekto aspektas pli granda ol via vizaĝo ĉar la spegulo pligrandigas ĝin, kio okazas kiam via vizaĝo estas malpli ol la fokusa distanco de la spegulo. Bonvolu studi la temon de konkavaj spegulaj reflektoj por pli bone kompreni ĉi tion. Ĉar ili pligrandigas la reflekton, speguloj estas ofte uzataj de virinoj por prizorgado kaj viroj por razado.
Konkavaj speguloj ankaŭ estas uzataj en torĉlampoj kaj aŭtolampoj. La celo de speguloj en torĉlampoj, aŭtolampoj aŭ aliaj spotlumoj estas paraleligi la lumon tiel ke la tuta lumo vojaĝas rekte antaŭen. Se vi malfermas la antaŭan vitron de torĉlampo kaj forigas la spegulon, la rezulta lumo disvastiĝas en ĉiuj direktoj kaj ne povas lumigi objektojn aŭ vojsurfacojn je distanco. La funkcianta principo de speguloj en torĉlampoj aŭ aŭtolampoj estas klarigita poste en la diskuto pri la fokusa punkto de speguloj. Krom esti uzataj en torĉlampoj aŭ aliaj spotlumoj, speguloj ankaŭ estas uzataj en sunenergicentraloj. En sunenergicentraloj, speguloj kolektas sunlumon kaj direktas la tutan lumon al la fokusa punkto de la spegulo, kie oni metas vazon. Sunlumo estas uzata por vaporigi akvon en la vazo, kie la vaporo estas uzata por movi turbinon por generi elektron.
Fokusa Punkto
Se la surfaco de spegulo, kiu reflektas lumon, estas direktita al tre malproksima objekto, ekzemple la suno, tiam la lumfasko elsendita de la suno estos paralela al la objekto. ĉefa akso spegulo, kiel montrite en la suba bildo. La ĉefa akso estas imaga linio perpendikulara al la centro de la spegula surfaco. En la suba bildo, la ĉefa akso koincidas kun la intersekciĝo de ĉiuj reflektitaj lumradioj.
Kiam ĝi trafas spegulan surfacon, ĉiu lumfasko aŭ lumradio obeas leĝo de reflekto de lumoInter la incida radio kaj la reflektita radio estas normala linio, kiu estas perpendikulara al la spegula surfaco, tra kiu la lumradio pasas, sed la normala linio ne estas desegnita. La angulo inter la incida radio kaj la normalo estas la sama kiel la angulo inter la reflektita radio kaj la normalo. Kontraste al plata spegulo, kiu havas platan surfacon tiel, ke ĉiuj normalaj linioj estas en la sama direkto, en konkava spegulo la normalaj linioj ne estas en la sama direkto, ĉar la spegula surfaco estas kurba kaj ne plata. Ĉiuj reflektitaj radioj intersekcas ĉe unu punkto, kiu koincidas kun la ĉefa akso, kiu nomiĝas fokuso (F). Alivorte, la fokuso estas la bildpunkto de objekto kiu estas tre malproksima de la spegula surfaco, ekzemple la suno kaj steloj.
Bazita sur leĝo de reflekto de lumo, la direkto de la lumfasko aŭ lumradioj povas esti inversigita, kontraŭe al la antaŭa bildo. Se oni supozas, ke lumfonto estas ĉe la fokuso de la spegulo, tiam la lumfasko elsendita de la objekto trafas la spegulan surfacon kaj estas reflektita de la spegula surfaco. La direkto de la reflektita lumfasko estas paralela al la ĉefa akso de la konkava spegulo. Ĉi tio estas la baza principo malantaŭ la uzo de speguloj en torĉlampoj, aŭtolampoj aŭ aliaj spotlumoj, la uzo de speguloj en sunenergicentraloj
Surbaze de la supra klarigo, oni povas konkludi, ke se ekzistas lumfonto situanta ĉe la fokuso de la spegulo, la lumfasko elsendita de la objekto estas reflektita de la spegulo, kie la reflektita lumfasko estas paralela al la ĉefa akso de la spegulo. Male, se la objekto estas je tre malproksima distanco, la bildo de la objekto estas ĉe la fokuso de la konkava spegulo. Se objekto je tre malproksima distanco havas bildon ĉe la fokuso, kie estas la bildo de la objekto se la distanco de la objekto de la spegula surfaco estas finhava aŭ proksima? Por kompreni tion, bonvolu studi la temon pri la bildo de la konkava spegulo kaj por rapidigi la komprenon de la temo, unue studu la specialajn radiojn de la konkava spegulo kaj la formulon de la konkava spegulo.
Fokusa distanco
La fokusa distanco (f) estas la distanco inter la fokusa punkto (F) kaj la surfaco de konkava spegulo. La sekvanta klarigas kiel determini la fokusan distancon de konkava spegulo uzante incidan radion kaj reflektitan radion.
Punkto C estas la centra kurbeco de la konkava spegulo. La fokusa distanco de la konkava spegulo estas f (fokusa distanco = f = FQ) kaj la kurbeca radiuso de la konkava spegulo estas r (kurbeca radiuso = r = CQ = CP).
La incida radio trafas la konkavan spegulon ĉe P kaj estas reflektita al la fokusa punkto F. La punktita linio CP estas la normala linio. La incida radio kaj la reflektita radio obeas la leĝon de reflekto de lumo, kie la angulo de incido (θ) egalas al la angulo de reflekto (θ) kaj ĉi tiu angulo egalas al la angulo de triangulo PCQ (θ). La angulo de triangulo PCQ egalas al la angulo de triangulo CPF, tial la triangulo PFC estas egallatera triangulo. Ĉar la triangulo PFC estas egallatera triangulo, tiam la longo de PF egalas al la longo de CF. Supozante, ke la larĝo de la spegulo estas pli malgranda ol la radiuso de kurbeco de la spegulo, tial la longo de PF estas konsiderata egala al la longo de FQ. Ĉar CF = PF kaj PF = FQ, tiam CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = radiuso de kurbeco de la konkava spegulo kaj FQ = f = fokusa longo de la konkava spegulo. Tiel oni povas konkludi, ke la radiuso de kurbeco de la konkava spegulo (r) = 2 x fokusa longo (f) de la konkava spegulo. Matematike:
r = 2 f aŭ f = r / 2
Ombro
Plata spegulo povas formi nur virtualan bildon, dum konkava spegulo povas formi kaj realajn kaj virtualajn bildojn. Ĉu la bildo de objekto estas reala aŭ virtuala dependas de la distanco de la objekto de la surfaco de la konkava spegulo, kaj tio estis detale klarigita en la temo konkava spegula bildo.
Reala Ombro
Bildo estas reala se la reflektita lumfasko aŭ reflektitaj lumradioj pasas tra la punkto kie la bildo troviĝas. Se ekrano estas metita en pozicion kie oni atendas realan bildon, lumfasko aperos sur la ekrano kaj ĉi tiu lumfasko havos la formon de la objekto. La ekzisto de reala bildo formita de konkava spegulo estas la kialo, kial konkavaj speguloj estas uzataj en astronomiaj teleskopoj. En la temo de optikaj lensoj, vi lernos, ke la kapablo de lenso formi realan bildon estas la fono de ĝia uzo en optikaj teleskopoj.
La ombro de Maya
Bildo estas virtuala se la reflektita lumfasko aŭ reflektitaj lumradioj ne trapasas la punkton kie la bildo troviĝas. Se ekrano estas metita en pozicion kie oni atendas virtualan bildon, neniu lumfasko estos videbla sur la ekrano. Virtuala/ŝajna/falsa bildo fakte ne ekzistas, sed la homa okulo vidas ĝin. lumradio moviĝante laŭ rekta vojo tiel ke aspektu kvazaŭ la lumo moviĝas rekte de la punkto kie troviĝas la ombro.
