Определение вогнутого зеркала
Один из типов зеркал, используемых в повседневной жизни, — это вогнутые зеркала. Вогнутое зеркало — это изогнутое зеркало, у которого отражающая поверхность изогнута назад. Для лучшего понимания рассмотрите изображение вогнутого зеркала сбоку.
Использовать
Чтобы рассмотреть кожу лица более четко и детально, поднесите лицо близко к отражающей поверхности вогнутого зеркала, пока ваше отражение не станет крупнее, а поры не станут хорошо видны. Ваше отражение кажется больше, чем ваше лицо, потому что зеркало увеличивает его, что происходит, когда ваше лицо находится меньше фокусного расстояния зеркала. Для лучшего понимания этого явления изучите тему отражений в вогнутых зеркалах . Благодаря увеличению отражения, зеркала часто используются женщинами для ухода за собой, а мужчинами — для бритья.
Вогнутые зеркала также используются в фонариках и автомобильных фарах. Цель зеркал в фонариках, автомобильных фарах или других прожекторах — рассеять свет так, чтобы он шел прямо вперед. Если открыть переднее стекло фонарика и убрать зеркало, свет рассеется во всех направлениях и не сможет осветить объекты или дорожное покрытие на расстоянии. Принцип работы зеркал в фонариках или автомобильных фарах объясняется далее в разделе, посвященном фокусной точке зеркал. Помимо использования в фонариках или других прожекторах, зеркала также применяются в солнечных электростанциях. В солнечных электростанциях зеркала собирают солнечный свет и направляют весь свет к фокусной точке зеркала, где находится сосуд. Солнечный свет используется для испарения воды в сосуде, а пар используется для привода турбины и выработки электроэнергии.
Фокусная точка
Если поверхность зеркала, отражающего свет, обращена к очень удаленному объекту, например, к Солнцу, то луч света, излучаемый Солнцем, будет параллелен этому объекту. главная ось Зеркало, как показано на изображении ниже. Главная ось — это воображаемая линия, перпендикулярная центру зеркальной поверхности. На изображении ниже линия главной оси совпадает с точкой пересечения всех отраженных световых лучей.
При попадании на зеркальную поверхность каждый луч света подчиняется следующему условию: закон отражения светаМежду падающим и отраженным лучами проходит нормаль, перпендикулярная поверхности зеркала, но эта нормаль не проведена. Угол между падающим лучом и нормалью равен углу между отраженным лучом и нормалью. В отличие от плоского зеркала, поверхность которого плоская, так что все нормали направлены в одном направлении, в вогнутом зеркале нормали направлены в разных направлениях, поскольку поверхность зеркала изогнута, а не плоская. Все отраженные лучи пересекаются в одной точке, которая совпадает с главной осью, называемой фокусная точка (F). Другими словами, фокусная точка — это точка изображения объекта, находящегося очень далеко от зеркальной поверхности, например, солнца и звезд.
На основе закон отражения светаНаправление светового луча или лучей может быть изменено на противоположное по сравнению с предыдущим изображением. Если предположить, что источник света находится в фокусе зеркала, то световой луч, испускаемый объектом, попадает на поверхность зеркала и отражается от нее. Направление отраженного светового луча параллельно главной оси вогнутого зеркала. Это основной принцип использования зеркал в фонариках, автомобильных фарах или других прожекторах, а также в солнечных электростанциях.
Исходя из приведенного выше объяснения, можно заключить, что если источник света расположен в фокусе зеркала, то световой луч, испускаемый объектом, отражается зеркалом таким образом, что отраженный световой луч параллелен главной оси зеркала. И наоборот, если объект находится на очень большом расстоянии, то изображение объекта находится в фокусе вогнутого зеркала. Если объект, находящийся на очень большом расстоянии, имеет изображение в фокусе, то где находится изображение объекта, если расстояние объекта от поверхности зеркала конечно или мало? Для понимания этого, пожалуйста, изучите тему изображения вогнутого зеркала , а для ускорения понимания темы сначала изучите специальные лучи вогнутого зеркала и формулу вогнутого зеркала.
Фокусное расстояние
Фокусное расстояние (f) — это расстояние между фокусной точкой (F) и поверхностью вогнутого зеркала. Ниже объясняется, как определить фокусное расстояние вогнутого зеркала, используя падающий и отраженный лучи.
Точка C — центр кривизны вогнутого зеркала. Фокусное расстояние вогнутого зеркала равно f (фокусное расстояние = f = FQ), а радиус кривизны вогнутого зеркала равен r (радиус кривизны = r = CQ = CP).
Падающий луч попадает на вогнутое зеркало в точке P и отражается в направлении фокуса F. Пунктирная линия CP — нормаль. Падающий и отраженный лучи подчиняются закону отражения света, согласно которому угол падения (θ) равен углу отражения (θ), а этот угол равен углу треугольника PCQ (θ). Угол треугольника PCQ равен углу треугольника CPF, следовательно, треугольник PFC является равносторонним. Поскольку треугольник PFC является равносторонним, то длина PF равна длине CF. Предполагая, что ширина зеркала меньше радиуса кривизны зеркала, длина PF считается равной длине FQ. Поскольку CF = PF и PF = FQ, то CQ = 2CF = 2FQ. CQ = r = радиус кривизны вогнутого зеркала, а FQ = f = фокусное расстояние вогнутого зеркала. Таким образом, можно заключить, что радиус кривизны вогнутого зеркала (r) = 2 х фокусное расстояние (f) вогнутого зеркала. Математически:
r = 2f или f = r / 2
Баянган
Плоское зеркало может формировать только мнимое изображение, тогда как вогнутое зеркало может формировать как действительные, так и мнимые изображения. Действительное или мнимое изображение объекта зависит от расстояния объекта до поверхности вогнутого зеркала, и это подробно объяснено в соответствующем разделе. вогнутое зеркальное изображение.
Реальная тень
Изображение считается действительным, если отраженный луч света проходит через точку, где находится изображение. Если экран поместить в такое положение, где ожидается действительное изображение, на экране появится луч света, имеющий форму объекта. Наличие действительного изображения, формируемого вогнутым зеркалом, является причиной использования вогнутых зеркал в астрономических телескопах. В разделе, посвященном оптическим линзам, вы узнаете, что способность линзы формировать действительное изображение лежит в основе ее использования в оптических телескопах.
Тень Майи
Изображение является виртуальным, если отраженный световой луч или лучи света не проходят через точку, где находится изображение. Если экран расположен в месте, где ожидается виртуальное изображение, световой луч на экране не будет виден. Виртуальное/кажущееся/ложное изображение на самом деле не существует, но человеческий глаз его видит. световой луч Двигаясь по прямой траектории, создается впечатление, что свет падает прямо от точки, где находится тень.
