Skilgreining á íhvolfum spegli
Ein tegund spegla sem notaður er í daglegu lífi er íhvolfur spegill. Íhvolfur spegill er bogadreginn spegill þar sem spegilflöturinn endurkastar ljósi og sveigist aftur á bak.
Notkun íhvolfs spegils
Ef þú vilt skoða andlitshúðina þína skýrar og ítarlegar skaltu loka andlitinu að yfirborði íhvolfs spegils sem...
Endurkastar ljósi þannig að myndin af andliti þínu virðist stærri og svitaholur andlitshúðarinnar sjást greinilega. Myndin af andliti þínu lítur stærri út en andlitið þitt vegna þess að spegillinn stækkar myndina, sem gerist þegar fjarlægð andlitsins frá íhvolfa speglinum er minni en brennivídd spegilsins. Þar sem hægt er að stækka myndir eru íhvolfar speglar venjulega notaðir af konum til að klæða sig upp og af körlum þegar þeir raka sig.
Speglarnir eru einnig notaðir í vasaljósum og bílaljósum. Notkun spegils á vasaljósi, bílaljósum eða öðrum kastljósum er til að beina ljósinu samsíða þannig að öll ljós geti færst beint fram. Ef þú opnar glerlokið á vasaljósinu og sleppir íhvolfa speglinum, verður vasaljósið breitt í allar áttir og getur ekki lýst upp hluti eða vegyfirborð í fjarlægð.
Auk þess að vera notaðir í vasaljós eða aðra kastljósa eru speglar einnig notaðir í sólarorkuverum. Í sólarorkuverum safnar íhvolfur spegill sólarljósi og allt ljós beinist að brennipunkti spegilsins, þar sem íhvolfur spegillinn er settur í ílát. Sólarljós er notað til að gufa upp vatn í íláti, þar sem gufa er notuð til að knýja raforkuframleiðslutúrbínur.
Brennipunktur íhvolfs spegilsins
Ef yfirborð íhvolfs spegils sem endurkastar ljósi er útsett fyrir mjög fjarlægum hlut eins og sólinni, þá verður ljósgeislinn sem sólin gefur frá sér samsíða aðalás spegilsins, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. Aðalásinn er ímyndaður bein lína hornrétt á miðju yfirborðs spegilsins. Á myndinni hér að neðan falla aðaláslínurnar saman við skurðpunkt allra endurkastaðra ljósgeisla.
Þegar ljósgeislinn lendir á yfirborði íhvolfs spegils fylgir hann lögmáli um endurkast ljóss. Milli innfallandi ljósgeislanna og endurkastaðra ljósgeislanna er hornrétt lína á spegilflötinn sem ljósgeislinn fer í gegnum, en hornlínan er ekki sýnd.
Hornið milli innfallandi ljósgeislanna og hornlínunnar er það sama og hornið milli endurkastaðra ljósgeislanna og hornlínunnar. Ólíkt sléttum spegli sem hefur flatt yfirborð þannig að allar hornlínur eru í sömu átt, er hornlína íhvolfs spegils ekki einátta því yfirborð íhvolfs spegilsins er bogadregið en ekki flatt. Allir endurkastaðir geislar skerast í einum punkti sem fellur saman við aðalásinn, sem kallast brennipunkturinn (F). Með öðrum orðum, brennipunkturinn er myndpunktur hlutar sem er mjög langt frá yfirborði íhvolfs spegils, eins og sólarinnar og stjarnanna.
Samkvæmt lögmáli um endurkast ljóss er hægt að snúa stefnu ljósgeislans við, ólíkt fyrri myndinni. Ef gert er ráð fyrir að ljósgjafinn sé í brennidepli íhvolfa spegilsins, þá endurkastast ljósgeislinn sem hluturinn gefur frá sér af yfirborði íhvolfa spegilsins. Stefna endurkastaðs ljósgeisla er samsíða aðalás íhvolfa spegilsins. Þetta er grundvallarreglan á bak við notkun íhvolfra spegla á vasaljósum, bílaljósum eða öðrum kastljósum, notkun íhvolfra spegla í sólarorkuverum.
Byggt á ofangreindri skýringu má álykta að ef ljósgjafi er staðsettur í brennipunkti íhvolfa spegilsins,
Ljósgeislinn sem hluturinn gefur frá sér endurkastast af yfirborði íhvolfa spegilsins, þar sem endurkastaði ljósgeislinn er samsíða aðalás íhvolfa spegilsins. Aftur á móti, ef hluturinn er í mikilli fjarlægð, er mynd hlutarins í brennipunkti íhvolfa spegilsins. Ef mjög fjarlægur hlutur hefur mynd í brennipunktinum, hvar er mynd hlutarins ef fjarlægð hlutarins frá yfirborði spegilsins er endanleg eða nálægt? Til að skilja þetta, vinsamlegast skoðið efnið um myndun íhvolfa spegilsins.
Brennvídd íhvolfs spegilsins
Brennvídd (f) er fjarlægðin milli brennipunktsins (F) og yfirborðs íhvolfs spegilsins. Hér á eftir er útskýrt hvernig á að ákvarða brennivídd íhvolfs spegils með því að nota innfallandi ljósgeisla og endurkastaða ljósgeisla.
Punkturinn C er miðja sveigju íhvolfa spegilsins. Brennvídd íhvolfa spegilsins er f (brennvídd = f = FQ) og radíus sveigju íhvolfa spegilsins er r (sveigjuradíus = r = CQ = CP).
Ljósgeislarnir sem falla á íhvolfa spegilinn P endurkastast síðan að brennipunktinum F. Strikamerkið CP er hornlínan. Innkomandi ljósgeislar og endurkastaðir ljósgeislar uppfylla lögmálið um endurkast ljóss, þar sem innfallshornið (θ) er jafnt endurkastshorninu (θ) og þetta horn er jafnt horni þríhyrningsins PCQ (θ). Þríhyrningshornið PCQ er það sama og horn þríhyrningsins CPF. Þess vegna er PFC þríhyrningurinn jafnhliða þríhyrningur. Þar sem PFC þríhyrningurinn er jafnhliða þríhyrningur er lengd PF jöfn lengd CF. Að því gefnu að breidd spegilsins sé minni en radíus sveigju spegilsins, er lengd PF talin jöfn lengd FQ. Þar sem CF = PF og PF = FQ, þá er CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = radíus sveigju íhvolfa spegilsins og FQ = f = brennivídd íhvolfa spegilsins. Þannig má álykta að bognunarradíus íhvolfa spegilsins (r) = 2 x brennivídd (f) íhvolfa spegilsins. Stærðfræðilega séð:
r = 2f eða f = r / 2
Myndmyndun með íhvolfum spegli
Flatir speglar geta aðeins myndað sýndarmynd, en íhvolfar speglar geta myndað bæði raunmynd og sýndarmynd. Mynd hlutar er raunveruleg eða sýndarmynd, allt eftir fjarlægð hlutarins frá yfirborði íhvolfa spegilsins.
og þetta hefur verið útskýrt ítarlega í umræðunni um myndun íhvolfs spegils.
Raunveruleg mynd
Mynd er raunveruleg ef endurkastað ljósgeisli sker punktinn þar sem myndin er staðsett. Ef skjár er settur á stað þar sem raunveruleg mynd er, mun ljósgeisli birtast á skjánum og þessi ljósgeisli hefur lögun hlutar. Tilvist raunverulegra mynda sem myndast af íhvolfum speglunum er ástæðan fyrir því að íhvolfar speglar eru notaðir í stjörnusjónaukum. Varðandi linsuna, þá munt þú vita að hæfni linsunnar til að skapa raunverulega mynd er ástæðan fyrir notkun linsunnar á ljósleiðarasjónaukanum.
Sýndarmynd
Mynd er sýndarmynd ef endurkastað ljósgeisli fer ekki í gegnum punktinn þar sem myndin er staðsett. Ef skjár er staðsettur þar sem sýndarmynd er, þá er enginn sýnilegur ljósgeisli á skjánum. Sýndarmyndin er ekki til, en mannsaugað sér ljósgeisla hreyfast í beinni braut þannig að það lítur út eins og ljósið hreyfist beint frá þeim punkti þar sem myndin er.
