Nõguspeegli definitsioon
Üks igapäevaelus kasutatav peeglitüüp on nõguspeegel. Nõguspeegel on kumera kujuga peegel, kus peegelpind peegeldab valgust, mis kõverdub tahapoole.
Nõguspeegli kasutusalad
Kui soovid oma näonahka selgemalt ja detailsemalt jälgida, siis sulge oma nägu nõguspeegli pinna vastu, mis...
peegeldab valgust, nii et teie näo kujutis paistab suurem ja näonaha poorid on selgelt nähtavad. Teie näo kujutis paistab suurem kui teie nägu, sest peegel suurendab pilti, mis juhtub siis, kui kaugus Nõguspeeglist teie näole ulatuv vaateväli on väiksem kui peegli fookuskaugus. Kuna see suudab pilte suurendada, kasutavad nõguspeegleid tavaliselt naised riietumiseks ja mehed raseerimiseks.
Peegleid kasutatakse ka taskulampides ja autoesituledes. Taskulambi, autoesitulede või muude prožektorite peegli eesmärk on valguse paralleelseks suunamiseks, et kõik tuled saaksid otse edasi liikuda. Kui avate taskulambi klaasist esikatte ja vabastate nõguspeegli, on saadud taskulamp igas suunas lai ega suuda kaugel asuvaid objekte ega teekatteid valgustada.
Lisaks taskulampides või muudes prožektorites kasutamisele kasutatakse peegleid ka päikeseelektrijaamades. Päikeseelektrijaamas kogub nõguspeegel päikesevalgust ja kogu valgus suunatakse peegli fookuspunkti, kus fookuspunktis asetatakse nõguspeegel anumasse. Päikesevalgust kasutatakse vee aurustamiseks anumas, kus auru kasutatakse elektrienergiat tootvate turbiinide käitamiseks.
Nõguspeegli fookuspunkt
Kui nõguspeegli valgust peegeldav pind suunatakse väga kaugele objektile, näiteks päikesele, siis on päikese kiirgav valgusvihk paralleelne nõguspeegli peateljega, nagu on näidatud alloleval joonisel. Peatelg on kujuteldav sirge, mis on risti nõguspeegli pinna keskpunktiga. Alloleval joonisel langevad peatelje jooned kokku kõigi peegeldunud valguskiirte lõikepunktiga.
Kui valgusvihk langeb nõguspeegli pinnale, järgib see valguse peegeldumise seadust. Langeva ja peegeldunud valguskiirte vahel on peegli pinnaga risti olev normaalijoon, millest valguskiir läbi läheb, kuid normaalijoont pole näha.
Langeva valguskiirte ja normaaljoone vaheline nurk on sama, mis peegeldunud valguskiirte ja normaaljoone vaheline nurk. Erinevalt tasapinnalisest peeglist, millel on tasane pind, nii et kõik normaaljooned on samas suunas, ei ole nõguspeegli normaaljoon ühesuunaline, kuna nõguspeegli pind on kõver ja mitte tasane. Kõik peegeldunud kiired lõikuvad ühes punktis, mis langeb kokku peateljega ja mida nimetatakse fookuspunktiks (F). Teisisõnu, fookuspunkt on objekti, näiteks päikese ja tähtede, kujutise punkt, mis asub nõguspeegli pinnast väga kaugel.
Valguse peegeldusseaduse põhjal saab valgusvihu või valgusvihu suunda vastupidiselt eelmisele pildile pöörata. Kui eeldada, et valgusallikas asub nõguspeegli fookuspunktis, siis objekti kiiratav valgusvihk peegeldub nõguspeegli pinnalt. Peegeldunud valgusvihu suund on paralleelne nõguspeegli peateljega. See on põhiprintsiip nõguspeeglite kasutamisel taskulampidel, autode esituledel või muudel prožektoritel, nõguspeeglite kasutamisel päikeseelektrijaamades.
Eelneva selgituse põhjal võib järeldada, et kui nõguspeegli fookuspunktis asub valgusallikas,
Objekti kiiratav valgusvihk peegeldub nõguspeegli pinnalt, kus peegeldunud valgusvihk on paralleelne nõguspeegli peateljega. Vastupidi, kui objekt asub väga kaugel, on objekti kujutis nõguspeegli fookuspunktis. Kui väga kaugel asuval objektil on fookuspunktis kujutis, siis kus asub objekti kujutis, kui objekti kaugus peegli pinnast on lõplik või lähedal? Selle mõistmiseks uurige palun teemat pildi moodustumine nõguspeegli abil.
Nõguspeegli fookuskaugus
Fookuskaugus (f) on kaugus fookuspunkti (F) ja nõguspeegli pinna vahel. Järgnevalt selgitatakse, kuidas langevate ja peegeldunud valguskiirte abil määrata nõguspeegli fookuskaugust.
Punkt C on nõguspeegli kõveruse keskpunkt. Nõguspeegli fookuskaugus on f (fookuskaugus = f = FQ) ja nõguspeegli kõverusraadius on r (kumerusraadius = r = CQ = CP).
Langev valguskiired langevad nõguspeeglisse punktis P ja peegelduvad seejärel fookuspunkti F suunas. Katkendjoon CP on normaalne joon. Sissetulevad ja peegeldunud valguskiired täidavad valguse peegeldumisseadust, kus langemisnurk (θ) on võrdne peegeldusnurgaga (θ) ja see nurk on võrdne kolmnurga PCQ nurgaga (θ). Kolmnurga PCQ nurk on sama mis kolmnurga CPF nurk. Seega on PFC kolmnurk võrdkülgne kolmnurk. Kuna PFC kolmnurk on võrdkülgne kolmnurk, on PF pikkus võrdne CF pikkusega. Eeldades, et peegli laius on väiksem kui peegli kõverusraadius, loetakse PF pikkus võrdseks FQ pikkusega. Kuna CF = PF ja PF = FQ, siis CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = nõguspeegli kõverusraadius ja FQ = f = nõguspeegli fookuskaugus. Seega võib järeldada, et nõguspeegli kõverusraadius (r) = 2 x nõguspeegli fookuskaugus (f). Matemaatiliselt:
r = 2f või f = r / 2
Kujutise moodustumine nõguspeegli abil
Tasapinnalised peeglid saavad moodustada ainult virtuaalse kujutise, samas kui nõguspeeglid saavad moodustada nii reaalse kui ka virtuaalse kujutise. Objekti kujutis on reaalne või virtuaalne, olenevalt objekti kaugusest nõguspeegli pinnast.
ja seda on teemas üksikasjalikult selgitatud nõguspeegli abil tekkiv kujutis.
Päris pilt
Kujutis on reaalne, kui peegeldunud valguskiir läbib punkti, kus kujutis asub. Kui ekraan asetatakse kohta, kus on reaalne kujutis, ilmub ekraanile valguskiir ja see valguskiir on objekti kujuga. Nõguspeeglite moodustatud reaalsete kujutiste olemasolu on põhjus, miks nõguspeegleid kasutatakse astronoomilistes teleskoopides. Läätse kohta teate, et läätse võime luua reaalset kujutist on põhjus, miks läätse kasutatakse optilistel teleskoopidel.
Virtuaalne pilt
Kujutis on virtuaalne, kui peegeldunud valguskiir ei läbi punkti, kus pilt asub. Kui ekraan asetatakse kohta, kus virtuaalne pilt asub, siis ekraanil nähtavat valguskiirt ei ole. Virtuaalset pilti ei eksisteeri, kuid inimsilm näeb sirgjoonelist valguskiirt, mistõttu tundub, nagu liiguks valgus otse punktist, kus pilt asub.
