Ойыс айнаның анықтамасы
Күнделікті өмірде қолданылатын айнаның бір түрі - ойыс айна. Ойыс айна - иілген пішінді айна, мұнда айна беті жарықтың қисықтарын кері шағылыстырады.
Ойыс айнаның қолданылуы
Егер сіз бет теріңізді анық және егжей-тегжейлі бақылағыңыз келсе, бетіңізді ойыс айнаның бетіне жабыңыз
бетіңіздің бейнесі үлкенірек көрінуі және бет терісінің тесіктері анық көрінуі үшін жарықты шағылыстырады. Айна бейнені үлкейтетіндіктен, бетіңіздің бейнесі бетіңізден үлкенірек көрінеді, бұл бетіңіздің ойыс айнадан қашықтығы айнаның фокустық қашықтығынан кіші болған кезде болады. Ол бейнелерді үлкейте алатындықтан, ойыс айналарды әдетте әйелдер киіну үшін және ер адамдар қырыну кезінде пайдаланады.
Айналар сондай-ақ фонарьлар мен автомобиль фараларында қолданылады. Фонарьда, автомобиль фараларында немесе басқа прожекторларда айнаны пайдалану барлық шамдар түзу алға жылжи алатындай етіп жарыққа параллель орналастыру болып табылады. Егер сіз фонарьдың әйнек алдыңғы қақпағын ашып, ойыс айнаны жіберсеңіз, пайда болған фонарь барлық бағытта кең болады және алыстағы заттарды немесе жол беттерін жарықтандыра алмайды.
Айналар фонарьларда немесе басқа прожекторларда қолданылуымен қатар, күн электр станцияларында да қолданылады. Күн электр станциясында ойыс айна күн сәулесін жинайды және барлық жарық айнаның фокустық нүктесіне бағытталған, онда фокустық нүктеде ойыс айна ыдысқа орналастырылады. Күн сәулесі ыдыстағы суды буландыру үшін қолданылады, ал бу электр энергиясын өндіретін турбиналарды іске қосу үшін қолданылады.
Ойыс айнаның фокустық нүктесі
Егер жарықты шағылыстыратын ойыс айнаның беті күн сияқты өте алыс нысанға ұшыраса, онда күн шығаратын жарық сәулесі төмендегі суретте көрсетілгендей, ойыс айнаның бас осіне параллель болады. Бас ось - ойыс айна бетінің центріне перпендикуляр ойша түзу сызық. Төмендегі суретте бас ось сызықтары барлық шағылысқан жарық сәулелерінің қиылысу нүктесімен сәйкес келеді.
Ойыс айна бетіне түскенде, әрбір жарық шоғы жарықтың шағылу заңына бағынады. Түскен жарық сәулелері мен шағылған жарық сәулелерінің арасында айна бетіне перпендикуляр, жарық сәулесі өтетін нормаль сызық бар, бірақ нормаль сызық көрсетілмеген.
Түскен жарық сәулелері мен қалыпты сызық арасындағы бұрыш шағылысқан жарық сәулелері мен қалыпты сызық арасындағы бұрышпен бірдей. Барлық қалыпты сызықтар бір бағытта болатындай тегіс беті бар жазық айнадан айырмашылығы, ойыс айнаның қалыпты сызығы бір бағытты емес, себебі ойыс айна беті жазық емес, қисық. Барлық шағылысқан сәулелер негізгі осьпен сәйкес келетін бір нүктеде қиылысады, ол фокустық нүкте (F) деп аталады. Басқаша айтқанда, фокустық нүкте - бұл ойыс айна бетінен өте алыс орналасқан нысанның, мысалы, күн мен жұлдыздардың кескін нүктесі.
Жарықтың шағылу заңына сүйене отырып, алдыңғы кескінге қарағанда жарық шоғының немесе жарық сәулесінің бағытын кері бағытта өзгертуге болады. Егер жарық көзі ойыс айнаның фокустық нүктесінде деп есептесек, зат шығаратын жарық шоғы ойыс айнаның бетімен шағылысады. Шағылған жарық шоғының бағыты ойыс айнаның негізгі осіне параллель. Бұл фонарьларда, автомобиль фараларында немесе басқа прожекторларда ойыс айналарды пайдаланудың, күн электр станцияларында ойыс айналарды пайдаланудың негізгі қағидасы.
Жоғарыдағы түсініктемеге сүйене отырып, егер ойыс айнаның фокустық нүктесінде жарық көзі орналасқан болса, былай деп қорытынды жасауға болады:
Зат шығаратын жарық сәулесі ойыс айнаның бетімен шағылысады, мұндағы шағылысқан жарық сәулесі ойыс айнаның бас осіне параллель. Керісінше, егер зат үлкен қашықтықта болса, заттың кескіні ойыс айнаның фокустық нүктесінде болады. Егер өте алыс нысанның фокустық нүктесінде кескін болса, егер заттың айна бетінен қашықтығы шекті немесе жақын болса, заттың кескіні қайда болады? Мұны түсіну үшін ойыс айна арқылы кескін қалыптастыру тақырыбын зерттеңіз.
Ойыс айнаның фокустық қашықтығы
Фокустық қашықтық (f) - фокустық нүкте (F) мен ойыс айна беті арасындағы қашықтық. Төменде түсетін жарық сәулелері мен шағылысқан жарық сәулелерін пайдаланып ойыс айнаның фокустық қашықтығын қалай анықтау керектігі түсіндіріледі.
С нүктесі - ойыс айна қисықтығының центрі. Ойыс айнаның фокустық қашықтығы f (фокустық қашықтық = f = FQ), ал ойыс айнаның қисықтық радиусы r (қисықтық радиусы = r = CQ = CP).
Түскен жарық сәулелері P нүктесіндегі ойыс айнаға түседі, содан кейін F фокустық нүктесіне қарай шағылысады. Үзік сызық CP - қалыпты сызық. Кіретін жарық сәулелері мен шағылған жарық сәулелері жарықтың шағылу заңын орындайды, мұндағы түсу бұрышы (θ) шағылу бұрышына (θ) тең және бұл бұрыш PCQ (θ) үшбұрышының бұрышына тең. PCQ үшбұрышының бұрышы CPF үшбұрышының бұрышымен бірдей. Сондықтан, PFC үшбұрышы тең бүйірлі үшбұрыш болып табылады. PFC үшбұрышы тең бүйірлі үшбұрыш болғандықтан, PF ұзындығы CF ұзындығына тең. Айна ені айна қисықтығының радиусынан кіші деп есептесек, PF ұзындығы FQ ұзындығына тең деп саналады. CF = PF және PF = FQ болғандықтан, онда CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = ойыс айна қисықтығының радиусы және FQ = f = ойыс айнаның фокустық ұзындығы. Осылайша, ойыс айнаның қисықтық радиусы (r) = 2 x ойыс айнаның фокустық қашықтығына (f) тең деген қорытынды жасауға болады. Математикалық тұрғыдан:
r = 2f немесе f = r / 2
Ойыс айна арқылы кескіннің қалыптасуы
Жазық айналар тек виртуалды кескінді ғана қалыптастыра алады, ал ойыс айналар нақты кескінді және виртуалды кескінді қалыптастыра алады. Нысанның кескіні нақты немесе виртуалды болып табылады, бұл нысанның ойыс айна бетінен қашықтығына байланысты.
және бұл ойыс айна арқылы кескіннің қалыптасуы тақырыбында егжей-тегжейлі түсіндірілген.
Нақты сурет
Егер шағылысқан жарық сәулесі кескін орналасқан нүктеден өтсе, кескін нақты болып табылады. Егер экран нақты кескін бар жерге қойылса, ол экранда жарық сәулесі болып көрінеді, және бұл жарық сәулесі заттың пішініне ие. Ойыс айнадан пайда болған нақты кескіндердің болуы ойыс айналардың астрономиялық телескоптарда қолданылуының себебі болып табылады. Линзаға келетін болсақ, оптикалық телескопта линзаның нақты кескін жасау қабілеті линзаны пайдаланудың себебі екенін білесіз.
Виртуалды сурет
Егер шағылысқан жарық сәулесі кескін орналасқан нүктеден өтпесе, кескін виртуалды болып табылады. Егер экран виртуалды кескін бар жерге орналастырылса, экранда көрінетін жарық сәулесі болмайды. Виртуалды кескін жоқ, бірақ адам көзі түзу жолмен қозғалатын жарық сәулесін көреді, сондықтан жарық кескін орналасқан нүктеден түзу қозғалып жатқандай көрінеді.
