A homorú tükör definíciója
A mindennapi életben használt tükörtípusok egyike a homorú tükör. A homorú tükör egy görbe alakú tükör, ahol a tükörfelület visszafelé görbíti a fényt.
A homorú tükör felhasználása
Ha tisztábban és részletesebben szeretnéd megfigyelni az arcbőrödet, közelítsd az arcodat egy homorú tükör felületéhez, amely...
visszaveri a fényt, így az arc képe nagyobbnak tűnik, és az arcbőr pórusai tisztán láthatók. Az arc képe nagyobbnak tűnik, mint az arcod, mert a tükör felnagyítja a képet, ami akkor történik, amikor az arcod távolsága a homorú tükörtől kisebb, mint a tükör fókusztávolsága. Mivel képesek nagyítani a képeket, a homorú tükröket általában a nők használják öltözködéshez, a férfiak pedig borotválkozáshoz.
A tükröket zseblámpákban és autófényszórókban is használják. A zseblámpákon, autófényszórókon vagy más reflektorokon lévő tükör célja a fény párhuzamos irányú mozgatása, hogy minden fény egyenesen előre haladhasson. Ha kinyitjuk a zseblámpa üveg előlapját és elengedjük a homorú tükröt, a kapott zseblámpa minden irányban széles lesz, és nem tud távolról tárgyakat vagy útfelületeket megvilágítani.
A zseblámpákban vagy más reflektorokban való használat mellett a tükröket naperőművekben is használják. A naperőműben egy homorú tükör gyűjti össze a napfényt, és az összes fény a tükör fókuszpontja felé irányul, ahol a fókuszpontban a homorú tükör egy edényben helyezkedik el. A napfényt a víz elpárologtatására használják egy edényben, ahol a gőzt elektromos energiát termelő turbinák meghajtására használják.
A homorú tükör fókuszpontja
Ha egy homorú tükör fényt visszaverő felületét egy nagyon távoli objektumnak, például a Napnak vetjük alá, akkor a Nap által kibocsátott fénysugár párhuzamos lesz a homorú tükör főtengelyével, ahogy az az alábbi ábrán is látható. A főtengely egy képzeletbeli egyenes, amely merőleges a homorú tükör felületének középpontjára. Az alábbi ábrán a főtengelyek vonalai egybeesnek az összes visszavert fénysugár metszéspontjával.
Amikor a fénysugár a homorú tükör felületére esik, a fényvisszaverődés törvényét követi. A beeső és a visszavert fénysugarak között egy, a tükör felületére merőleges merőleges húzódik, amelyen a fénysugár áthalad, de a merőleges nem látszik.
A beeső fénysugarak és a merőleges közötti szög megegyezik a visszavert fénysugarak és a merőleges közötti szöggel. Ellentétben egy síktükörrel, amelynek sík felülete van, így minden merőleges ugyanabba az irányba mutat, a homorú tükör merőlegese nem egyirányú, mivel a homorú tükör felülete görbült és nem sík. Az összes visszavert sugár egy pontban metszi egymást, amely egybeesik a főtengellyel, ezt nevezzük fókuszpontnak (F). Más szóval, a fókuszpont egy olyan tárgy képpontja, amely nagyon messze van a homorú tükör felületétől, például a Nap és a csillagok.
A fényvisszaverődés törvénye alapján a fénysugár vagy fénysugár iránya megfordítható, ellentétben az előző képpel. Ha feltételezzük, hogy a homorú tükör fókuszpontjában egy fényforrás található, akkor a tárgy által kibocsátott fénysugarat a homorú tükör felülete visszaveri. A visszavert fénysugár iránya párhuzamos a homorú tükör főtengelyével. Ez az alapelve a homorú tükrök zseblámpákon, autófényszórókon vagy más reflektorokon való használatának, valamint a homorú tükrök naperőművekben való alkalmazásának.
A fenti magyarázat alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy ha a homorú tükör fókuszpontjában egy fényforrás található,
A tárgy által kibocsátott fénysugarat a homorú tükör felülete visszaveri, ahol a visszavert fénysugár párhuzamos a homorú tükör főtengelyével. Fordítva, ha a tárgy nagy távolságra van, a tárgy képe a homorú tükör fókuszpontjában van. Ha egy nagyon távoli tárgynak van képe a fókuszpontjában, hol van a tárgy képe, ha a tárgy távolsága a tükör felületétől véges vagy közel van? Ennek megértéséhez tanulmányozza a homorú tükör képképződésének témáját.
A homorú tükör fókusztávolsága
A fókusztávolság (f) a fókuszpont (F) és a homorú tükör felülete közötti távolság. A következőkben bemutatjuk, hogyan határozható meg egy homorú tükör fókusztávolsága a beeső és a visszavert fénysugarak felhasználásával.
A C pont a homorú tükör görbületének középpontja. A homorú tükör fókusztávolsága f (fókusztávolság = f = FQ), a homorú tükör görbületi sugara pedig r (görbületi sugár = r = CQ = CP).
A beeső fénysugarak a P ponton lévő homorú tükörre esnek, majd az F fókuszpont felé verődnek vissza. A szaggatott vonal CP a merőleges. A beeső és a visszavert fénysugarak teljesítik a fény visszaverődésének törvényét, ahol a beesési szög (θ) egyenlő a visszaverődési szöggel (θ), és ez a szög egyenlő a PCQ háromszög szögével (θ). A PCQ háromszög szöge megegyezik a CPF háromszög szögével. Ezért a PFC háromszög egy egyenlő oldalú háromszög. Mivel a PFC háromszög egy egyenlő oldalú háromszög, a PF hossza megegyezik a CF hosszával. Feltételezve, hogy a tükör szélessége kisebb, mint a tükör görbületi sugara, a PF hosszát egyenlőnek tekintjük az FQ hosszával. Mivel CF = PF és PF = FQ, akkor CQ = 2CF = 2FQ. CQ = r = a homorú tükör görbületi sugara és FQ = f = a homorú tükör fókusztávolsága. Így arra a következtetésre juthatunk, hogy a homorú tükör görbületi sugara (r) = 2 x a homorú tükör fókusztávolsága (f). Matematikailag:
r = 2f vagy f = r / 2
Képképződés a homorú tükör által
A síktükrök csak virtuális képet alkothatnak, míg a homorú tükrök a valós és a virtuális képet is. Egy tárgy képe valós vagy virtuális, attól függően, hogy milyen messze van a tárgy a homorú tükör felületétől.
és ezt részletesen kifejtettük a homorú tükör képalkotása című témában.
Valós kép
Egy kép akkor valós, ha a visszavert fénysugár áthalad azon a ponton, ahol a kép található. Ha egy képernyőt olyan helyre helyezünk, ahol valós kép van, akkor egy fénysugár jelenik meg a képernyőn, és ez a fénysugár egy tárgy alakját ölti. A homorú tükrök által létrehozott valós képek létezése az oka annak, hogy a homorú tükröket a csillagászati távcsövekben használják. A lencsével kapcsolatban tudni fogja, hogy a lencse valós kép létrehozására való képessége az oka annak, hogy a lencsét optikai távcsöveken használják.
Virtuális kép
Egy kép virtuális, ha a visszavert fénysugár nem halad át azon a ponton, ahol a kép található. Ha egy képernyőt olyan helyre helyezünk, ahol virtuális kép van, akkor nincs látható fénysugár a képernyőn. A virtuális kép nem létezik, de az emberi szem egy egyenes pályán mozgó fénysugarat lát, így úgy tűnik, mintha a fény egyenesen haladna arról a pontról, ahol a kép található.
