Định nghĩa gương lồi
Một loại gương được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là gương lồi. Gương lồi có hình dạng cong, trong đó bề mặt gương, nơi phản chiếu ánh sáng, cong về phía trước.
Ứng dụng của gương lồi
Nếu bạn đã từng nhìn thấy gương chiếu hậu của xe máy hoặc ô tô, chắc chắn bạn đã biết đến công dụng của gương lồi trong cuộc sống hàng ngày. Gương lồi được sử dụng làm gương chiếu hậu vì ảnh được tạo ra bởi gương lồi là ảnh thẳng đứng, và ảnh nhỏ hơn vật thể nên có phạm vi quan sát rộng hơn. Ngoài kích thước ảnh nhỏ hơn, tất cả ảnh được tạo ra bởi gương lồi đều là ảnh ảo.
Tiêu điểm của gương lồi
Nếu bề mặt của một chiếc gương phản chiếu ánh sáng được chiếu bởi một vật thể ở rất xa, chẳng hạn như tia nắng mặt trời, thì chùm tia sáng phát ra từ mặt trời sẽ bị phân tán.
Nó sẽ song song với trục chính của gương, như thể hiện trong hình dưới đây. Trục chính là một đường thẳng tưởng tượng vuông góc với tâm của bề mặt gương. Trong hình dưới đây, trục chính trùng với tiêu điểm (F) của gương.
Khi chiếu vào bề mặt gương, mỗi tia sáng đều tuân theo định luật phản xạ ánh sáng, trong đó góc tới bằng góc phản xạ. Nếu kẻ một đường thẳng nối từ điểm gốc của tia sáng phản xạ, tất cả các đường thẳng này sẽ giao nhau tại cùng một điểm, và điểm này được gọi là tiêu điểm (F) của gương.
Mắt người nhìn thấy chùm ánh sáng di chuyển theo đường thẳng và toàn bộ ánh sáng phản xạ như thể đến từ tiêu điểm của một tấm gương. Tiêu điểm là điểm ảnh của một vật thể nằm rất xa bề mặt gương, ví dụ như mặt trời và ảnh của nó là ảo.
Tiêu cự của gương lồi
Tiêu cự (f) là khoảng cách giữa tiêu điểm (F) và bề mặt gương. Điểm C là tâm của độ cong gương. Tiêu cự của gương lồi là f (tiêu cự = f = FQ) và bán kính cong của gương lồi là r (bán kính cong = r = CQ = CP).
Tia sáng tới chiếu vào gương tại điểm P rồi phản xạ bởi gương lồi, ánh sáng phản xạ dường như xuất phát từ tiêu điểm F. Đường nét đứt CP là đường pháp tuyến. Ánh sáng tới và ánh sáng phản xạ thỏa mãn 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 của PF bằng độ dài của CF. Giả sử chiều rộng của gương nhỏ hơn bán kính cong của gương, thì độ dài của PF được coi là bằng độ dài của FQ. Vì CF = PF và PF = FQ nên CQ = 2CF = 2FQ. CQ = r = bán kính cong của gương và FQ = f = tiêu cự của gương. Như vậy, có thể kết luận rằng bán kính cong của gương lồi (r) = 2 lần tiêu cự (f) của gương lồi. Về mặt toán học:
r = 2f hoặc f = r / 2
Sự tạo ảnh bởi gương lồi
Gương lõm có thể tạo ảnh thật và ảnh ảo, trong khi gương lồi chỉ có thể tạo ảnh ảo. Về sự tạo ảnh của vật thể bằng gương lồi đã được giải thích chi tiết trong chủ đề về sự tạo ảnh bằng gương lồi.
Hình ảnh ảo
Khi một gương lồi phản xạ ánh sáng chiếu vào bề mặt gương lồi, hướng của ánh sáng phản xạ sẽ thay đổi.
Hình ảnh dường như xuất phát từ tiêu điểm của gương lồi và tâm của đường cong trên gương lồi. Vì ánh sáng không đi xuyên qua phía sau gương lồi, nên ảnh tạo thành là ảnh ảo. Nếu bạn đặt màn hình ở vị trí có ảnh ảo, thì trên màn hình sẽ không có ảnh. Ảnh ảo tồn tại vì mắt người nhìn thấy các tia sáng chuyển động thẳng và có cảm giác như các tia sáng xuất phát từ điểm có ảnh ảo.
