Definícia konkávneho zrkadla
Jeden typ zrkadla používaný v každodennom živote je konkávne zrkadlo. Konkávne zrkadlo je zakrivené zrkadlo, kde sa odrazová plocha zakrivuje dozadu. Aby ste to lepšie pochopili, pozrite sa na obraz konkávneho zrkadla zboku.
Použite
Ak si chcete pozorovať svoju pleť tváre jasnejšie a detailnejšie, priložte si tvár blízko k odrazovému povrchu konkávneho zrkadla, kým sa váš odraz nezdá väčší a vaše póry nebudú jasne viditeľné. Váš odraz sa javí väčší ako vaša tvár, pretože zrkadlo ho zväčšuje, čo sa stane, keď je vaša tvár menšia ako ohnisková vzdialenosť zrkadla. Pre lepšie pochopenie si preštudujte tému odrazov v konkávnych zrkadlách . Keďže zväčšujú odraz, zrkadlá bežne používajú ženy na úpravu vlasov a muži na holenie.
Konkávne zrkadlá sa používajú aj v baterkách a svetlometoch automobilov. Účelom zrkadiel v baterkách, svetlometoch automobilov alebo iných reflektoroch je paralelne usporiadať svetlo tak, aby všetko svetlo vyžarovalo priamo dopredu. Ak otvoríte predné sklo baterky a odstránite zrkadlo, výsledné svetlo sa rozptýli do všetkých smerov a nemôže osvetliť predmety ani povrch vozovky na diaľku. Princíp fungovania zrkadiel v baterkách alebo svetlometoch automobilov je vysvetlený neskôr v diskusii o ohnisku zrkadiel. Okrem použitia v baterkách alebo iných reflektoroch sa zrkadlá používajú aj v solárnych elektrárňach. V solárnych elektrárňach zrkadlá zhromažďujú slnečné svetlo a smerujú všetko svetlo do ohniska zrkadla, kde je umiestnená nádoba. Slnečné svetlo sa používa na odparovanie vody v nádobe, kde sa para používa na pohon turbíny na výrobu elektriny.
Kontaktný bod
Ak je povrch zrkadla, ktoré odráža svetlo, otočený k veľmi vzdialenému objektu, napríklad k Slnku, potom bude svetelný lúč vyžarovaný slnkom rovnobežný s týmto objektom. hlavná os zrkadlo, ako je znázornené na obrázku nižšie. Hlavná os je pomyselná čiara kolmá na stred zrkadlovej plochy. Na obrázku nižšie sa hlavná os zhoduje s priesečníkom všetkých odrazených svetelných lúčov.
Pri dopade na zrkadlový povrch sa každý svetelný lúč alebo lúč svetla podriadi zákon odrazu svetlaMedzi dopadajúcim a odrazeným lúčom je kolmá priamka, ktorá je kolmá na povrch zrkadla, cez ktorý svetelný lúč prechádza, ale kolmá priamka nie je nakreslená. Uhol medzi dopadajúcim lúčom a kolmicou je rovnaký ako uhol medzi odrazeným lúčom a kolmicou. Na rozdiel od plochého zrkadla, ktoré má plochý povrch, takže všetky kolmice smerujú rovnakým smerom, v konkávnom zrkadle kolmice smerujú inak, pretože povrch zrkadla je zakrivený a nie plochý. Všetky odrazené lúče sa pretínajú v jednom bode, ktorý sa zhoduje s hlavnou osou, ktorá sa nazýva ústredný bod (F). Inými slovami, ohnisko je obrazový bod objektu, ktorý je veľmi ďaleko od zrkadlového povrchu, napríklad slnka a hviezd.
Na základe zákon odrazu svetla, smer svetelného lúča alebo svetelných lúčov sa môže obrátiť, na rozdiel od predchádzajúceho obrázku. Ak sa predpokladá, že zdroj svetla sa nachádza v ohnisku zrkadla, potom svetelný lúč vyžarovaný objektom dopadá na povrch zrkadla a odráža sa od povrchu zrkadla. Smer odrazeného svetelného lúča je rovnobežný s hlavnou osou konkávneho zrkadla. Toto je základný princíp použitia zrkadiel v baterkách, svetlometoch automobilov alebo iných reflektoroch, použitie zrkadiel v solárnych elektrárňach
Na základe vyššie uvedeného vysvetlenia možno vyvodiť záver, že ak sa v ohnisku zrkadla nachádza zdroj svetla, svetelný lúč vyžarovaný objektom sa od zrkadla odráža, pričom odrazený svetelný lúč je rovnobežný s hlavnou osou zrkadla. Naopak, ak je objekt vo veľmi veľkej vzdialenosti, obraz objektu sa nachádza v ohnisku konkávneho zrkadla. Ak má objekt vo veľmi veľkej vzdialenosti obraz v ohnisku, kde je obraz objektu, ak je vzdialenosť objektu od povrchu zrkadla konečná alebo blízka? Aby ste tomu porozumeli, preštudujte si tému obrazu konkávneho zrkadla a pre urýchlenie pochopenia témy si najprv preštudujte špeciálne lúče konkávneho zrkadla a vzorec pre konkávne zrkadlo.
Ohnisková vzdialenosť
Ohnisková vzdialenosť (f) je vzdialenosť medzi ohniskovým bodom (F) a povrchom konkávneho zrkadla. Nasledujúci text vysvetľuje, ako určiť ohniskovú vzdialenosť konkávneho zrkadla pomocou dopadajúceho lúča a odrazeného lúča.
Bod C je stredom zakrivenia konkávneho zrkadla. Ohnisková vzdialenosť konkávneho zrkadla je f (ohnisková vzdialenosť = f = FQ) a polomer zakrivenia konkávneho zrkadla je r (polomer zakrivenia = r = CQ = CP).
Dopadajúci lúč dopadá na konkávne zrkadlo v bode P a odráža sa smerom k ohnisku F. Prerušovaná čiara CP je normála. Dopadajúci lúč a odrazený lúč sa riadia zákonom odrazu svetla, kde uhol dopadu (θ) sa rovná uhlu odrazu (θ) a tento uhol sa rovná uhlu trojuholníka PCQ (θ). Uhol trojuholníka PCQ sa rovná uhlu trojuholníka CPF, preto je trojuholník PFC rovnostranný trojuholník. Keďže trojuholník PFC je rovnostranný trojuholník, potom dĺžka PF sa rovná dĺžke CF. Za predpokladu, že šírka zrkadla je menšia ako polomer krivosti zrkadla, sa dĺžka PF považuje za rovnú dĺžke FQ. Keďže CF = PF a PF = FQ, potom CQ = 2CF = 2FQ. CQ = r = polomer krivosti konkávneho zrkadla a FQ = f = ohnisková vzdialenosť konkávneho zrkadla. Možno teda konštatovať, že polomer zakrivenia konkávneho zrkadla (r) = 2 x ohnisková vzdialenosť (f) konkávneho zrkadla. Matematicky:
r = 2f alebo f = r/2
Tieň
Ploché zrkadlo dokáže vytvoriť iba virtuálny obraz, zatiaľ čo konkávne zrkadlo dokáže vytvoriť skutočný aj virtuálny obraz. Či je obraz objektu skutočný alebo virtuálny, závisí od vzdialenosti objektu od povrchu konkávneho zrkadla a to bolo podrobne vysvetlené v téme konkávny zrkadlový obraz.
Skutočný tieň
Obraz je skutočný, ak odrazený svetelný lúč alebo lúče prechádzajú bodom, kde sa obraz nachádza. Ak je tienidlo umiestnené na mieste, kde sa očakáva skutočný obraz, na tienidle sa objaví svetelný lúč, ktorý má tvar objektu. Existencia skutočného obrazu vytvoreného konkávnym zrkadlom je dôvodom, prečo sa konkávne zrkadlá používajú v astronomických teleskopoch. V téme optických šošoviek sa dozviete, že schopnosť šošovky vytvoriť skutočný obraz je základom jej použitia v optických teleskopoch.
Mayin tieň
Obraz je virtuálny, ak odrazený svetelný lúč alebo lúče neprechádzajú bodom, kde sa obraz nachádza. Ak je obrazovka umiestnená na mieste, kde sa očakáva virtuálny obraz, na obrazovke nebude viditeľný žiadny svetelný lúč. Virtuálny/zdanlivý/falošný obraz v skutočnosti neexistuje, ale ľudské oko ho vidí. svetelný lúč pohybujúci sa po priamej dráhe tak, aby to vyzeralo, akoby sa svetlo pohybovalo priamo z bodu, kde sa nachádza tieň.
