Definiția oglinzii convexe
Un tip de oglindă folosită în viața de zi cu zi este oglinda convexă. Oglinda convexă are forme curbate, unde suprafața oglinzii, care reflectă lumina, se curbează înainte.
Utilizări ale oglinzii convexe
Dacă ați văzut vreodată o oglindă retrovizoare de motocicletă sau de mașină, desigur, știți deja cum se utilizează oglinzile convexe în viața de zi cu zi. Oglinzile sunt folosite ca oglinzi retrovizoare deoarece imaginile formate de oglinzile convexe sunt verticale, iar imaginile sunt mai mici decât obiectele, astfel încât au o gamă mai largă de vizualizări. Pe lângă dimensiunea mai mică a imaginii, toate imaginile formate de oglinzile convexe sunt virtuale.
Punctul focal al oglinzii convexe
Dacă suprafața unei oglinzi care reflectă lumina este expusă unui obiect foarte îndepărtat, cum ar fi razele soarelui, atunci fasciculul de lumină emis de soare
va fi paralelă cu axa principală a oglinzii, așa cum se arată în figura de mai jos. Axa principală este o linie imaginară perpendiculară pe centrul suprafeței oglinzii. În figura de mai jos, axa principală coincide cu punctul focal (F) al oglinzii.
Când atinge suprafața unei oglinzi, fiecare fascicul de lumină îndeplinește legea reflexiei luminii, unde unghiul de incidență este același cu unghiul de reflexie. Dacă linia punctată este trasată de la baza luminii reflectate, toate liniile punctate se intersectează în același punct, iar acest punct se numește punctul focal (F) al oglinzii.
Ochiul uman vede fasciculul de lumină mișcându-se pe o traiectorie dreaptă și toată lumina reflectată ca și cum ar proveni din punctul focal al unei oglinzi. Punctul focal este punctul de imagine al unui obiect care este foarte departe de suprafața oglinzii, de exemplu, soarele și imaginea sunt virtuale.
Distanța focală a oglinzii convexe
Distanța focală (f) este distanța dintre punctul focal (F) și suprafața oglinzii. Punctul C este punctul central al curburii oglinzii. Distanța focală a oglinzii convexe este f (distanța focală = f = FQ), iar raza de curbură a oglinzii convexe este r (raza de curbură = r = CQ = CP).
Raza incidentă lovește o oglindă pe P, apoi este reflectată de oglinda convexă, unde lumina reflectată pare să provină din punctul focal F. Linia punctată CP este o linie normală. Lumina incidentă și lumina reflectată îndeplinesc legea reflexiei luminii, unde unghiul de incidență (θ) este egal cu unghiul de reflexie (θ), iar acest unghi este egal cu unghiul triunghiului PCQ (θ). Unghiul triunghiului PCQ este același cu unghiul triunghiului CPF, prin urmare, triunghiul PFC este un triunghi echilateral. Deoarece triunghiul PFC este un triunghi echilateral, lungimea PF este egală cu lungimea CF. Presupunând că lățimea oglinzii este mai mică decât raza de curbură a oglinzii, lungimea PF este considerată egală cu lungimea FQ. Deoarece CF = PF și PF = FQ, atunci CQ = 2 CF = 2 FQ. CQ = r = raza de curbură a oglinzii și FQ = f = lungimea focală a oglinzii. Astfel, se poate concluziona că raza de curbură a oglinzii convexe (r) = 2x lungimea focală (f) a oglinzii convexe. Matematic:
r = 2f sau f = r / 2
Formarea imaginii prin oglinda convexă
Oglinzile concave pot forma imagini reale și virtuale, în timp ce oglinzile convexe pot forma doar imagini virtuale. Formarea imaginii unui obiect de către oglinzile convexe a fost explicată în detaliu în secțiunea despre formarea imaginii de către oglinda convexă.
Imagine virtuală
Când o oglindă convexă reflectă lumina care vine spre suprafața oglinzii convexe, direcția luminii reflectate
pare să provină din punctul focal al oglinzii convexe și din punctul central al curburii oglinzii convexe. Deoarece lumina nu trece în spatele unei oglinzi convexe, imaginea formată este o imagine virtuală. Dacă plasați ecranul într-o poziție în care există o imagine virtuală, nu există nicio imagine pe ecran. Imaginea virtuală există deoarece ochiul uman vede raze de lumină mișcându-se drept și pare ca și cum fasciculele vin din punctul în care se află imaginea virtuală.
