Định nghĩa gương lõm
Một loại gương được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là gương lõm. Gương lõm là gương có bề mặt phản xạ cong về phía sau. Để dễ hình dung hơn, hãy xem hình ảnh của một gương lõm nhìn từ bên cạnh.
Chim cánh cụt
Nếu bạn muốn quan sát làn da mặt mình rõ ràng và chi tiết hơn, hãy ghé sát mặt vào bề mặt phản chiếu của một chiếc gương lõm cho đến khi hình ảnh phản chiếu của bạn trông lớn hơn và bạn có thể nhìn thấy rõ các lỗ chân lông. Hình ảnh phản chiếu của bạn trông lớn hơn khuôn mặt vì gương phóng đại nó, điều này xảy ra khi khuôn mặt của bạn nhỏ hơn tiêu cự của gương. Vui lòng nghiên cứu chủ đề về phản xạ gương lõm để hiểu rõ hơn về điều này. Vì chúng phóng đại hình ảnh phản chiếu, gương thường được phụ nữ sử dụng để trang điểm và nam giới sử dụng để cạo râu.
Gương lõm cũng được sử dụng trong đèn pin và đèn pha ô tô. Mục đích của gương trong đèn pin, đèn pha ô tô hoặc các thiết bị chiếu sáng khác là để hội tụ ánh sáng sao cho toàn bộ ánh sáng chiếu thẳng về phía trước. Nếu bạn mở kính phía trước của đèn pin và tháo gương ra, ánh sáng thu được sẽ bị phân tán theo mọi hướng và không thể chiếu sáng các vật thể hoặc mặt đường ở xa. Nguyên lý hoạt động của gương trong đèn pin hoặc đèn pha ô tô sẽ được giải thích chi tiết hơn trong phần thảo luận về tiêu điểm của gương. Ngoài việc được sử dụng trong đèn pin hoặc các thiết bị chiếu sáng khác, gương còn được sử dụng trong các nhà máy điện mặt trời. Trong các nhà máy điện mặt trời, gương thu thập ánh sáng mặt trời và hướng toàn bộ ánh sáng về tiêu điểm của gương, nơi đặt một bình chứa. Ánh sáng mặt trời được sử dụng để làm bay hơi nước trong bình chứa, hơi nước này được sử dụng để dẫn động tuabin tạo ra điện.
Điểm trọng tâm
Nếu bề mặt của một chiếc gương phản chiếu ánh sáng hướng về một vật thể rất xa, ví dụ như mặt trời, thì chùm tia sáng do mặt trời phát ra sẽ song song với vật thể đó. trục chính Gương, như hình ảnh bên dưới. Trục chính là một đường thẳng tưởng tượng vuông góc với tâm của bề mặt gương. Trong hình ảnh bên dưới, đường trục chính trùng với điểm giao nhau của tất cả các tia sáng phản xạ.
Khi chiếu vào bề mặt gương, mỗi tia sáng tuân theo quy luật sau: định luật phản xạ ánh sángGiữa tia tới và tia phản xạ có một đường pháp tuyến vuông góc với bề mặt gương mà tia sáng đi qua, nhưng đường pháp tuyến này không được vẽ ra. Góc giữa tia tới và đường pháp tuyến bằng góc giữa tia phản xạ và đường pháp tuyến. Trái ngược với gương phẳng có bề mặt phẳng nên tất cả các đường pháp tuyến đều cùng hướng, trong gương lõm, các đường pháp tuyến không cùng hướng vì bề mặt gương cong chứ không phẳng. Tất cả các tia phản xạ đều giao nhau tại một điểm trùng với trục chính, được gọi là trục đối xứng. điểm trọng tâm (F). Nói cách khác, tiêu điểm là điểm ảnh của một vật thể nằm rất xa bề mặt gương, ví dụ như mặt trời và các vì sao.
Dựa trên định luật phản xạ ánh sángTrong trường hợp này, hướng của chùm tia sáng có thể bị đảo ngược, trái ngược với hình ảnh trước đó. Nếu giả sử nguồn sáng nằm ở tiêu điểm của gương, thì chùm tia sáng phát ra từ vật thể sẽ chiếu vào bề mặt gương và bị phản xạ lại. Hướng của chùm tia sáng phản xạ song song với trục chính của gương lõm. Đây là nguyên lý cơ bản đằng sau việc sử dụng gương trong đèn pin, đèn pha ô tô hoặc các loại đèn chiếu khác, cũng như việc sử dụng gương trong các nhà máy điện mặt trời.
Dựa trên giải thích ở trên, có thể kết luận rằng nếu có một nguồn sáng đặt tại tiêu điểm của gương, chùm tia sáng phát ra từ vật sẽ được phản xạ bởi gương sao cho chùm tia phản xạ song song với trục chính của gương. Ngược lại, nếu vật ở rất xa, ảnh của vật sẽ nằm tại tiêu điểm của gương lõm. Nếu một vật ở rất xa có ảnh tại tiêu điểm, thì ảnh của vật sẽ nằm ở đâu nếu khoảng cách của vật đến mặt gương là hữu hạn hoặc gần hữu hạn? Để hiểu rõ hơn điều này, hãy nghiên cứu chủ đề về ảnh của gương lõm và để tăng tốc độ hiểu bài, trước tiên hãy nghiên cứu các tia đặc biệt của gương lõm và công thức của gương lõm.
Tiêu cự
Tiêu cự (f) là khoảng cách giữa tiêu điểm (F) và bề mặt của gương lõm. Phần sau đây giải thích cách xác định tiêu cự của gương lõm bằng cách sử dụng tia tới và tia phản xạ.
Điểm C là tâm cong của gương lõm. Tiêu cự của gương lõm là f (tiêu cự = f = FQ) và bán kính cong của gương lõm là r (bán kính cong = r = CQ = CP).
Tia tới chiếu vào gương lõm tại điểm P và phản xạ về phía tiêu điểm F. Đường chấm chấm CP là đường pháp tuyến. Tia tới và tia phản xạ tuân theo định luật phản xạ ánh sáng, trong đó góc tới (θ) bằng góc phản xạ (θ) và góc này bằng góc của tam giác PCQ (θ). Góc của tam giác PCQ bằng góc của tam giác CPF, do đó tam giác PFC là tam giác đều. Vì tam giác PFC là tam giác đều nên độ dài cạnh PF bằng độ dài cạnh CF. Giả sử chiều rộng của gương nhỏ hơn bán kính cong của gương, do đó độ dài cạnh PF được coi là bằng độ dài cạnh FQ. Vì CF = PF và PF = FQ nên CQ = 2CF = 2FQ. CQ = r = bán kính cong của gương lõm và FQ = f = tiêu cự của gương lõm. Như vậy, có thể kết luận rằng bán kính cong của gương lõm (r) = 2 x tiêu cự (f) của gương lõm. Về mặt toán học:
r = 2f hoặc f = r / 2
Bóng tối
Gương phẳng chỉ có thể tạo ảnh ảo, trong khi gương lõm có thể tạo cả ảnh thật và ảnh ảo. Ảnh của vật là ảnh thật hay ảnh ảo phụ thuộc vào khoảng cách của vật đến bề mặt gương lõm, và điều này đã được giải thích chi tiết trong chủ đề trước. ảnh gương lõm.
Bóng thật
Ảnh được gọi là ảnh thật nếu chùm tia sáng phản xạ đi qua điểm mà ảnh nằm. Nếu đặt một màn chắn ở vị trí mong muốn có ảnh thật, một chùm tia sáng sẽ xuất hiện trên màn chắn và chùm tia sáng này có hình dạng của vật thể. Sự tồn tại của ảnh thật được tạo bởi gương lõm là lý do tại sao gương lõm được sử dụng trong kính thiên văn. Trong chủ đề về thấu kính quang học, bạn sẽ học được rằng khả năng tạo ảnh thật của thấu kính là cơ sở cho việc sử dụng nó trong kính thiên văn.
Bóng của Maya
Ảnh được gọi là ảnh ảo nếu chùm tia sáng phản xạ không đi qua điểm mà ảnh đó nằm. Nếu màn hình được đặt ở vị trí dự kiến tạo ảnh ảo, thì sẽ không có tia sáng nào hiển thị trên màn hình. Ảnh ảo/ảnh giả/ảnh không thực sự tồn tại, nhưng mắt người nhìn thấy nó. chùm tia sáng Di chuyển theo đường thẳng sao cho ánh sáng trông như đang di chuyển thẳng từ điểm có bóng.
