Ойыс айнаның анықтамасы
Күнделікті өмірде қолданылатын айнаның бір түрі - ойыс айна. Ойыс айна - шағылыстыратын беті кері қарай иілген қисық айна. Түсіну үшін бүйіріндегі ойыс айнаның кескінін қарастырыңыз.
Қолдану
Егер сіз бет теріңізді анық және егжей-тегжейлі бақылағыңыз келсе, шағылысыңыз үлкенірек болып, тесіктеріңіз анық көрінгенше бетіңізді ойыс айнаның шағылысатын бетіне жақын ұстаңыз. Айна оны үлкейтетіндіктен, шағылысыңыз бетіңізден үлкенірек болып көрінеді, бұл бетіңіз айнаның фокустық қашықтығынан аз болған кезде болады. Мұны жақсырақ түсіну үшін ойыс айна шағылысуы тақырыбын зерттеңіз . Олар шағылысуды үлкейтетіндіктен, айнаны әйелдер әдетте күтім жасау үшін, ал ер адамдар қырыну үшін пайдаланады.
Ойыс айналар фонарьлар мен автомобиль фараларында да қолданылады. Фонарьлардағы, автомобиль фараларындағы немесе басқа прожекторлардағы айналардың мақсаты - барлық жарық түзу алға қарай жылжитындай етіп жарықты параллельдеу. Егер сіз фонарьдың алдыңғы әйнегін ашып, айнаны алсаңыз, нәтижесінде пайда болған жарық барлық бағыттарға таралады және алыстағы заттарды немесе жол беттерін жарықтандыра алмайды. Фонарьлардағы немесе автомобиль фараларындағы айналардың жұмыс принципі кейінірек айнаның фокустық нүктесі туралы талқылауда түсіндіріледі. Фонарьларда немесе басқа прожекторларда қолданылуымен қатар, айна күн электр станцияларында да қолданылады. Күн электр станцияларында айна күн сәулесін жинайды және барлық жарықты айнаның фокустық нүктесіне, яғни ыдыс орналасқан жерге бағыттайды. Күн сәулесі ыдыстағы суды буландыру үшін қолданылады, мұнда бу электр энергиясын өндіру үшін турбинаны іске қосу үшін қолданылады.
Фокустық нүкте
Егер жарықты шағылыстыратын айнаның беті өте алыс затқа, мысалы, күнге қараса, онда күннен шығарылатын жарық сәулесі затқа параллель болады. негізгі ось төмендегі суретте көрсетілгендей, айна. Бас ось - айна бетінің ортасына перпендикуляр ойша сызық. Төмендегі суретте бас ось сызығы барлық шағылысқан жарық сәулелерінің қиылысу нүктесімен сәйкес келеді.
Айна бетіне соққы бергенде, әрбір жарық сәулесі немесе сәулесі бағынады жарықтың шағылу заңыТүскен сәуле мен шағылған сәуленің арасында жарық сәулесі өтетін айна бетіне перпендикуляр қалыпты сызық бар, бірақ қалыпты сызық жүргізілмейді. Түскен сәуле мен қалыптың арасындағы бұрыш шағылған сәуле мен қалыптың арасындағы бұрышпен бірдей. Барлық қалыпты сызықтар бір бағытта болатындай тегіс беті бар жазық айнадан айырмашылығы, ойыс айнада қалыпты сызықтар бір бағытта болмайды, себебі айна беті жазық емес, қисық. Барлық шағылған сәулелер негізгі осьпен сәйкес келетін бір нүктеде қиылысады, ол ... деп аталады. орталық нүкте (F). Басқаша айтқанда, фокустық нүкте - айна бетінен өте алыс орналасқан нысанның, мысалы, күн мен жұлдыздардың кескін нүктесі.
Негізделген жарықтың шағылу заңы, жарық сәулесінің немесе жарық сәулелерінің бағытын алдыңғы кескінге қарама-қарсы өзгертуге болады. Егер жарық көзі айнаның фокустық нүктесінде деп есептелсе, онда зат шығаратын жарық сәулесі айна бетіне тиіп, айна бетімен шағылысады. Шағылған жарық сәулесінің бағыты ойыс айнаның бас осіне параллель. Бұл фонарьларда, автомобиль фараларында немесе басқа прожекторларда айнаны пайдаланудың негізгі қағидасы, күн электр станцияларында айнаны пайдалану.
Жоғарыдағы түсініктемеге сүйене отырып, егер айнаның фокустық нүктесінде жарық көзі орналасқан болса, зат шығаратын жарық сәулесі айнамен шағылысады, мұнда шағылысқан жарық сәулесі айнаның негізгі осіне параллель болады. Керісінше, егер зат өте алыс қашықтықта болса, заттың кескіні ойыс айнаның фокустық нүктесінде болады. Егер өте алыс қашықтықтағы заттың фокустық нүктесінде кескіні болса, егер заттың айна бетінен қашықтығы шекті немесе жақын болса, заттың кескіні қайда болады? Мұны түсіну үшін ойыс айнаның кескіні тақырыбын зерттеп , тақырыпты түсінуді жеделдету үшін алдымен ойыс айнаның арнайы сәулелерін және ойыс айнаның формуласын зерттеңіз.
Фокустық қашықтық
Фокустық қашықтық (f) - фокустық нүкте (F) мен ойыс айна беті арасындағы қашықтық. Төменде түсетін сәуле мен шағылысқан сәулені пайдаланып ойыс айнаның фокустық қашықтығын қалай анықтау керектігі түсіндіріледі.
С нүктесі - ойыс айнаның қисықтық центрі. Ойыс айнаның фокустық қашықтығы f (фокустық қашықтық = f = FQ) және ойыс айнаның қисықтық радиусы r (қисықтық радиусы = r = CQ = CP).
Түскен сәуле ойыс айнаға P нүктесінде түсіп, F фокустық нүктесіне қарай шағылысады. Нүктелі CP сызығы - нормаль сызық. Түскен сәуле және шағылған сәуле жарықтың шағылу заңына бағынады, мұндағы түсу бұрышы (θ) шағылу бұрышына (θ) тең және бұл бұрыш PCQ (θ) үшбұрышының бұрышына тең. PCQ үшбұрышының бұрышы CPF үшбұрышының бұрышына тең, сондықтан PFC үшбұрышы тең бүйірлі үшбұрыш болып табылады. PFC үшбұрышы тең бүйірлі үшбұрыш болғандықтан, PF ұзындығы CF ұзындығына тең. Айнаның ені айнаның қисықтық радиусынан кіші деп есептесек, PF ұзындығы FQ ұзындығына тең деп есептеледі. CF = PF және PF = FQ болғандықтан, онда CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = ойыс айнаның қисықтық радиусы және FQ = f = ойыс айнаның фокустық ұзындығы. Осылайша, ойыс айнаның қисықтық радиусы (r) = ойыс айнаның фокустық қашықтығының 2 x (f)) екенін қорытындылауға болады. Математикалық тұрғыдан:
r = 2 f немесе f = r / 2
Көлеңке
Жалпақ айна тек виртуалды кескінді ғана жасай алады, ал ойыс айна нақты және виртуалды кескіндерді де жасай алады. Нысанның кескінінің нақты немесе виртуалды болуы нысанның ойыс айна бетінен қашықтығына байланысты және бұл тақырыпта егжей-тегжейлі түсіндірілген. ойыс айна бейнесі.
Нағыз көлеңке
Егер шағылысқан жарық сәулесі немесе шағылысқан жарық сәулелері кескін орналасқан нүктеден өтсе, кескін нақты болып табылады. Егер экран нақты кескін күтілетін жерге қойылса, экранда жарық сәулесі пайда болады және бұл жарық сәулесі заттың пішініне ие болады. Ойыс айнадан пайда болған нақты кескіннің болуы ойыс айналардың астрономиялық телескоптарда қолданылуының себебі болып табылады. Оптикалық линзалар тақырыбында сіз линзаның нақты кескін қалыптастыру қабілеті оны оптикалық телескоптарда қолданудың негізі екенін білесіз.
Майяның көлеңкесі
Егер шағылысқан жарық сәулесі немесе шағылысқан жарық сәулелері кескін орналасқан нүктеден өтпесе, кескін виртуалды болып табылады. Егер экран виртуалды кескін күтілетін жерге орналастырылса, экранда жарық сәулесі көрінбейді. Виртуалды/көрінетін/жалған кескін шын мәнінде жоқ, бірақ адам көзі оны көреді. жарық сәулесі көлеңке орналасқан нүктеден жарық тікелей қозғалып жатқандай көрінетіндей етіп түзу жолмен қозғалады.
