Kumerpeegli definitsioon
Üks igapäevaelus kasutatav peeglitüüp on kumerpeegel. Kumerpeegel on kõvera kujuga, kus valgust peegeldav peegelpind kaardub ettepoole.
Kumerpeegli kasutusalad
Kui olete kunagi näinud mootorratta või auto tahavaatepeeglit, siis teate muidugi juba kumerate peeglite kasutamist igapäevaelus. Peegleid kasutatakse tahavaatepeeglitena, kuna pildid moodustuvad kumerad peeglid on püsti ja pildid on objektidest väiksemad, nii et vaatenurk on laiem. Lisaks väiksemale pildi suurusele on kõik kumerate peeglite moodustatud kujutis on virtuaalsed.
Kumerpeegli fookuspunkt
Kui valgust peegeldava peegli pind on suunatud väga kaugele objektile, näiteks päikesekiirtele, siis päikese kiirgav valgusvihk
on paralleelne peegli peateljega, nagu on näidatud alloleval joonisel. Peatelg on kujuteldav joon, mis on risti peegli pinna keskpunktiga. Alloleval joonisel langeb peatelge kokku peegli fookuspunktiga (F).
Peegli pinnale langedes täidab iga valgusvihk valguse peegeldumisseadust, kus langemisnurk on sama, mis peegeldumisnurk. Kui peegeldunud valguse alusest tõmmatakse katkendlik joon, siis kõik katkendlikud jooned lõikuvad samas punktis ja seda punkti nimetatakse peegli fookuspunktiks (F).
Inimsilm näeb valgusvihku liikumas sirgjooneliselt ja kogu peegeldunud valgust justkui tuleks see peegli fookuspunktist. Fookuspunkt on objekti kujutisepunkt, mis asub peegli pinnast väga kaugel, näiteks päike ja kujutis on virtuaalsed.
Kumerpeegli fookuskaugus
Fookuskaugus (f) on kaugus fookuspunkti (F) ja peegli pinna vahel. Punkt C on peegli kõveruse keskpunkt. Kumerpeegli fookuskaugus on f (fookuskaugus = f = FQ) ja kumerpeegli kõverusraadius on r (kõverusraadius = r = CQ = CP).
Sissetulev kiir tabab peeglit pinnal P ja peegeldub seejärel kumeral peeglil, kus peegeldunud valgus näib tulevat fookuspunktist F. Katkendjoon CP on normaalne joon. Sissetulev ja peegeldunud valgus täidavad valguse peegeldumisseadust, kus langemisnurk (θ) on võrdne peegeldusnurgaga (θ) ja see nurk on võrdne kolmnurga PCQ nurgaga (θ). Kolmnurga PCQ nurk on sama kui 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 = peegli kõverusraadius ja FQ = f = peegli fookuskaugus. Seega võib järeldada, et kumera peegli kõverusraadius (r) = 2x kumera peegli fookuskaugus (f). Matemaatiliselt:
r = 2f või f = r / 2
Kujutise moodustumine kumera peegli abil
Nõguspeeglid saavad moodustada nii reaalseid kui ka virtuaalseid kujutisi, samas kui kumerpeeglid saavad moodustada ainult virtuaalseid kujutisi. Kumerpeeglite abil objekti kujutise moodustumist on üksikasjalikult selgitatud kumerpeegli kujutise moodustumise teemas.
Virtuaalne pilt
Kui kumer peegel peegeldab kumera peegli pinnale langevat valgust, siis peegeldunud valguse suund
näib tulevat kumera peegli fookuspunktist ja kumera peegli kõveruse keskpunktist. Kuna valgus ei läbi kumera peegli taha, on tekkinud pilt virtuaalne pilt. Kui asetada ekraan kohta, kus on virtuaalne pilt, siis ekraanil pilti ei ole. Virtuaalne pilt eksisteerib seetõttu, et inimsilm näeb sirgelt liikuvaid valguskiiri ja tundub, nagu kiired tuleksid punktist, kus asub virtuaalne pilt.
