Jos esine asetetaan valoa heijastavan kuperan peilipinnan eteen, kupera peili muodostaa kuvan esineestä. Jos esineen etäisyys kuperasta peilistä tunnetaan, miten piirrät esineen kuvan muodostumisen? Selventääksemme tätä oletetaan, että esine asetetaan kuperan peilin eteen. kupera peili kuten alla olevassa kuvassa näkyy.
Kuvateksti:
Oranssi viiva = kupera peili
Sininen viiva = pääakseli
Nuoli (vihreä) = objekti
R = kuperan peilin kaarevuuskeskipiste
f = kuperan peilin polttopiste
Kappaleen varjo saadaan kuvaamalla kaikki kappaleen läpi kulkevat valonsäteet , mutta tämä on epäkäytännöllistä, koska se loisi useita viivoja, jotka edustavat valonsäteitä. Yksinkertaisuuden vuoksi valitaan muutama valonsäde edustamaan kaikkia kappaleen läpi kulkevia valonsäteitä. Koska tähän ilmiöön liittyy valon heijastuminen , heijastumislakeja on noudatettava varjon muodostumista kuvatessa.
Kolme valonsädettä tai kuperapeilien erityiset säteet
Erikoisvalo 1:
Kuperaa peiliä kohti tuleva säde 1 eli valonsäde 1 on kuvattu yhdensuuntaiseksi pääakseli ja koskettaa esineen yläreunaa, sitten se heijastuu kuperasta peilistä, josta heijastunut valonsäde näyttää tulevan keskipiste (f)Tulevan valon ja heijastuneen valon on kohtattava valon heijastumisen laki, jossa tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma.
Erikoisvalo 2:
Kuperaan peiliin tuleva säde 2 eli valonsäde 2 kuvataan koskettavan kappaleen yläreunaa ja suuntautuvan kohti pistettä, jossa pääakseli leikkaa kuperan peilin, jolloin valonsäde heijastuu. Tulevan säteen ja heijastuneen säteen on kohtattava valon heijastumisen laki, jossa tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma.
Erikoisvalo 3:
Kuperaa peiliä kohti tuleva säde 3 tai valonsäde 3 on kuvattu kohti peilin kaarevuuden keskipiste (R) ja koskettaa kappaleen yläreunaa, heijastuu sitten kuperasta peilistä ikään kuin heijastunut valonsäde olisi lähtöisin kaarevuuden keskipisteestä. Heijastunut valonsäde osuu samaan aikaan tulevan valonsäteen kanssa. Tulevan valonsäteen ja heijastuneen valonsäteen on kohtattava valon heijastumisen laki, jossa tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma. Jos tuleva valonsäde osuu yhteen heijastuneen valonsäteen kanssa, valonsäteen on oltava kohtisuorassa (90o) kuperalla peilipinnalla.
Varjon muodostuminen (kaksi erityistä sädettä)
Kohteen varjon muodostuminen voidaan kuvata käyttämällä vain kahta valonsädettä tai kahta erikoissädettä, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Jos käytetään kahta valonsädettä, varjon muodostumisesta on kolme mahdollista kuvaa.
Erikoissäteet 1 ja 2
Erikoissäteet 1 ja 3
Erikoissäteet 2 ja 3
Kohteen kuvamuodostelman kuvaa, joka on luotu käyttämällä vain kahta valonsädettä, on mukautettava kohteen etäisyyteen kuperasta peilistä. Jos kohteen etäisyys kuperasta peilistä on kuten yllä olevassa kuvassa, on olemassa kolme tapaa piirtää kuvamuodostelma käyttämällä vain kahta valonsädettä. Jos kohteen etäisyys kuperasta peilistä on eri kuin yllä olevassa kuvassa, esimerkiksi jos kohde on polttopisteen ja kaarevuuskeskipisteen välissä, kuvamuodostelman piirtämiseen ei välttämättä ole kolmea tapaa, vaan niitä voi olla vain kaksi.
Jos piirrät kohteen kuvan muodostumisen kuperalla peilillä, voit valita yhden menetelmän eikä sinun tarvitse käyttää kahta tai kolmea menetelmää.
Kuvan muodostuminen (kolme erityistä sädettä)
Kohteen varjon muodostuminen voidaan kuvata kolmella valonsäteellä tai kolmella erikoissäteellä, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
Jos kohteen etäisyys kuperasta peilistä ei ole kuvan mukainen, esimerkiksi jos kohde on kuperan peilin ja polttopisteen välissä tai jos kohde on kuperan peilin polttopisteen ja kaarevuuden keskipisteen välissä, kohteen kuvan muodostumista ei välttämättä voida kuvata kolmella mahdollisuudella tai kolmella tavalla kuten kuvassa. Voi olla, että kuvan muodostumista voi piirtää vain kaksi mahdollisuutta tai kaksi tapaa. Tarkastellaan esimerkkiä kohteen kuvan muodostumisesta kuperassa peilissä, jossa kohteen etäisyys kuperasta peilistä vaihtelee, aiheesta kupera peili.
