אתם בוודאי מכירים מראות שטוחות 🙂 לפני שהלכתם לבית הספר, סביר להניח שביליתם זמן רב בהייה בהשתקפותכם במראה, ובדקת אם פניכם עדיין יפים או נאים 😀 מראות הן כלי אופטי פשוט שאנו משתמשים בו לעתים קרובות מדי יום.
הגדרת מראה מישורית
בחיי היומיום, מראות מישוריות נקראות לעתים קרובות מראות. כשמישהו אומר "מראה", הוא בדרך כלל מתכוון למראה מישורית. בפיזיקה, יש לקרוא להן מראות מישוריות כדי להבדיל ביניהן ממראות מעוקלות ( מראות קעורות וקמורות ).
מראה מישורית היא מראה בעלת משטח ישר, כאשר אחד המשטחים מצופה במתכת מחזירת אור כך שמשטח המראה השטוח יכול להחזיר יותר מ-95 אחוז מהאור הפוגע בו. אם תאיר פנס על משטח המראה, המראה תחזיר את אור הפנס כך שעיניך יסנוורות אם אור הפנס המוחזר פוגע בעיניך. לעומת זאת, אם אתה עומד מול משטח מראה במהלך היום, פניך מחזירות את אור השמש אל משטח המראה ובו זמנית, המראה תחזיר אור אליך. אם אתה עומד מול משטח מראה בלילה, פניך מחזירות אור ממנורה חשמלית אל משטח המראה ובו זמנית, המראה תחזיר אור ממנורה חשמלית אליך.
מדוע פניך מופיעות במראה וכיצד נוצרת תמונה זו?
צֵל
התבוננו בדוגמה של היווצרות תמונה של עצם על ידי מראה כפי שמוצג בתמונה מימין. העצם (ירוק) נמצא מול פני השטח של המראה. העצם מחזיר הרבה אור. קרן אור לכיוון משטח המראה אך מתוארים כשתי אלומות אור צרות בלבד או שתי קרניים. שתי הקרניים שפוגעות במשטח המראה מוחזרות על ידי משטח המראה, שם חוק החזרת האור חל על החזרת שתי הקרניים. האור מגיע 1 ניצב או יוצר זווית של 90 מעלותo עם הקו הנורמלי (קו נורמלי = קו דמיוני המאונך למשטח המראה שדרכו עובר האור) ולכן בהתאם לחוק החזרת האור, קרן מוחזרת 1 גם ניצב או יוצר זווית של 90 מעלותo עם משטח מראה. האור מגיע 2 יצירת זווית של 30 מעלותo עם קו רגיל לכן, לפי חוק החזרת האור, גם קרן האור המוחזרת 2 יוצרת זווית של 30o עם קווים רגילים.
האור המגיע מנקודת P לכיוון המראה אינו חודר דרך המראה אלא מוחזר. כאשר האור מוחזר מהמראה, כיוון האור המוחזר נראה כאילו הוא מגיע מנקודת P'. אם העצם מוחלף בפנס, האור הנפלט מהפנס מוחזר גם הוא מהמראה. עין הצופה, הרואה רק את השתקפות הפנס ואינה יודעת שהאור הוא אור מוחזר, רואה זאת כאילו אור הפנס הגיע מנקודת P'. הקו המקווקו בתמונה מייצג את "נתיב" האור שמאחורי המראה ו-P' הוא תמונת העצם. מכיוון שהאור אינו חודר בפועל דרך המראה השטוחה או אינו עובר מאחורי המראה, תמונת P' היא תמונה וירטואלית או פסאודו-תמונה . אם תמקמו מסך בנקודה P, לא תופיע תמונה של העצם על המסך.
דוגמה לבעיות
1. תסתכלו על התמונה!
עצם ממוקם במרחק של 4 ס"מ מול מראה מישורית, ואז גובה התמונה והמרחק שלה מהמראה משווים בהתאמה...
א. 1 ס"מ ו-4 ס"מ
ב. 4 ס"מ ו-1 ס"מ
כ-3 ס"מ ו-5 ס"מ
עומק 4 ס"מ ו-4 ס"מ
דִיוּן
במראה שטוחה, גובה התמונה = גובה העצם ומרחק התמונה = מרחק העצם.
אם גובה העצם = 1 ס"מ, אז גובה הצל = 1 ס"מ.
אם מרחק העצם = 4 ס"מ, אז מרחק התמונה = 4 ס"מ.
אז גובה התמונה והמרחק בינה לבין המראה השטוחה הם 1 ס"מ ו-4 ס"מ בהתאמה.
התשובה הנכונה היא א'.
2. אופי התמונה שנוצרת על ידי מראה שטוחה הוא...
א. זקוף, באותו גודל
ב. זקוף, מצומצם
ג. זקוף, מוגדל
ד. הפוך, מוגדל
דִיוּן
מראות שטוחות משמשות בדרך כלל להשתקפות. התמונה שנוצרת על ידי מראה שטוחה היא זקופה ובאותו גודל.
התשובה הנכונה היא א'.
