Konkávne zrkadlo

Čo je konkávne zrkadlo?

On Konkávne zrkadlo o Convergent je takmer vždy sférický tvar, v ktorom je reflexný povrch na vnútornej strane gule alebo skôr z nej. Možné sú aj ďalšie zakrivené formy, napríklad parabola.

So zakrivenými zrkadlami, ako je napríklad konkávne zrkadlo, je možné dosiahnuť rôzne obrázky: zvýšené, zmenšené alebo dokonca obrátené. Zvýšené obrázky uľahčujú vizualizáciu jemných detailov objektu.

V konkávnom zrkadle sa tento nárast dosiahne vďaka skutočnosti, že zakrivenie umožňuje zamerať svetlo veľmi podobné tomu, ako robí objektív.

Zrkadlo funguje tak, ako je to znázornené na hornej časti. Lúče horizontálneho ľahkého incidentov pochádzajú zľava, kde je vzdialená fontána, napríklad slnko. Tieto lúče spĺňajú zákon o odrazu, v ktorom sa uvádza, že uhol výskytu svetelného lúča sa rovná jeho uhlu odrazu.

Po odrážaní sa lúče pretínajú v špeciálnom bode, bod f o Ohnisko, Pretože tu sa zameriava svetlo. Umiestnenie objektov do rôznych miest na os, ktorá prechádza cez C, F a V, získajú sa rôzne obrázky.

Napríklad medzi ohniskom a vrcholom zrkadla je ideálnym miestom na umiestnenie tváre pri make -upu alebo holení, pretože týmto spôsobom sa dosahuje obrázok s veľkým detailom, ktorý nie je možný s plochým zrkadlom.

Charakteristiky konkávneho zrkadla

Predtým, ako uvidíme, ako sa obrázok tvorí, starostlivo analyzujeme body a vzdialenosti uvedené na tomto ilustrácii:

Trajektória paralelných svetlých lúčov v sférickom a konkávnom zrkadle. Zdroj: Thomas, W. Koncepčná fyzika.

-Stred gule, ku ktorej zrkadlo patrí, je v bode C a R je jej polomer. Do bodu C je známy ako Zakrivené centrum A r je Polomer zakrivenia.

-Bod V je vrchol zrkadlo.

Môže vám slúžiť: Mechanical Power: Čo je, aplikácie, príklady

-Čiara, ktorá spája body C, F a V, je známa ako optická os zrkadla a je kolmo na jeho povrch. Lúč, ktorý ovplyvňuje tieto body, sa odráža v rovnakom smere a opačnom smere.

-Odraz dopadajúcich lúčov rovnobežných s pretínaním optickej osi v bode F, nazývané Ohnisko zrkadlo.

-Všimnite si, že bod F je približne na polceste medzi C a V.

-Vo vzdialenosti medzi F a V, označený ako F,  to sa nazýva ohnisková vzdialenosť A je vypočítaný ako:

F = r/2

Grafická metóda

Ako je uvedené vyššie, v závislosti od bodu, v ktorom je objekt umiestnený, sa získa niekoľko obrázkov, ktoré sa ľahko zobrazujú grafickou metódou pre zrkadlá.

Táto metóda spočíva v kreslení lúčov svetla zo strategických bodov objektu a pozorovania toho, ako sa odrážajú na povrchovom povrchu. Obrázok sa získa predĺžením týchto úvah a pozeraním sa tam, kde sa pretínajú.

Týmto spôsobom je známe, či je obrázok väčší alebo menší, skutočný alebo virtuálny - ak je vytvorený za zrkadlom - a pravým alebo obráteným.

Príklady konkávnych zrkadiel

Pozrime sa na niektoré príklady obrázkov získaných konkávnymi zrkadlami:

Objekt medzi F a V

Umiestnenie objektu medzi body F a V môžeme získať zosilnený virtuálny obrázok. Na jeho vizualizáciu sú nakreslené tri hlavné lúče, ako je to znázornené na spodnej ilustrácii:

Hlavné lúče, ktoré zanechávajú objekt umiestnený medzi zaostrením a vrcholom konkávneho zrkadla. Získaný obrázok je virtuálny, rozšírený a vpravo. Zdroj: Thomas, W. Koncepčná fyzika.

-Lúč 1, ktorý opúšťa plameň v bode P, je rovnobežný s optickou osou a odráža sa cez F.

Môže vám slúžiť: elektrické vlastnosti materiálov

-Ray 2: Ovplyvňuje to takým spôsobom, že sa odráža v paralelnom smere s optickou osou.

-Nakoniec Ray 3, ktorý je radiálny, prichádza kolmo na zrkadlo a odráža sa v opačnom smere, cez C.

Všimnite si, že zákon odrazu je splnený rovnako ako v plochom zrkadle, s rozdielom, že normálny na povrch zakriveného zrkadla sa neustále mení.

V skutočnosti stačia dve lúče na nájdenie obrázka. V tomto prípade, predĺženie troch lúčov, všetky pretínajú sa za zrkadlom, kde sa vytvára obrázok. Tento obrázok je virtuálny -v realite, nie je prekrížený žiadnym svetlým lúčom -je pravý a je tiež väčší ako pôvodný.

Objekt medzi C a F

Ak je objekt medzi ohniskom a stredom zakrivenia zrkadla, obraz, ktorý sa tvorí.

Obrázok objektu umiestneného medzi stredom a zameraním konkávneho zrkadla. Zdroj: Giambattista, a. Fyzika.

Objekt za stredom

Na spodnej ilustrácii sa objaví obrázok vytvorený objektom mimo stredu zrkadla. Obrázok sa v tomto prípade vytvorí medzi ohniskom F a centrum zakrivenia C. Je to skutočný obraz, obrátený a menší ako samotný objekt.

Obrázok objektu umiestneného za stredom konkávneho zrkadla. Zdroj: f. Upravená topánka Juan Carlos Collantes.

Bočné zväčšenie

Môžeme sa opýtať sami seba, ako zosilnené alebo zmenšené je obraz získaný konkávnym zrkadlom, za to bočné zväčšenie, označený ako m. Je daný kvocientom medzi veľkosťou obrázka a veľkosťou objektu:

Môže vám slúžiť: Čo je údolie vo fyzike? (S príkladmi)

M = veľkosť obrázka / veľkosť objektu

Obrázok tvorený zrkadlom môže byť menší ako veľkosť objektu, aj keď sa m stále nazýva zväčšenie alebo zvýšiť strana.

Konkávne aplikácie mirro

Vlastníctvo konkávnych zrkadiel na zväčšenie obrázkov sa používa v dôležitých aplikáciách od osobného usporiadania až po získanie energie Vyčistiť.

Zväčšovacie zrkadlá

Bežne sa používajú v toaletnom stolíku na účely osobného usporiadania: make -up, oholenie a uzol kravaty.

Teleskop s optickým odrazom

Prvý reflexný ďalekohľad vytvoril Isaac Newton a využíva konkávne zrkadlo plus očnú šošovku. Jeden zo zrkadiel ďalekohľadu typu Cassegrain je konkávny a parabolický a používa sa na zhromažďovanie svetla vo ohniskovom bode.

Zubné zrkadlá

Zubné zrkadlo

Zubní lekári tiež používajú konkávne zrkadlá na získanie zosilneného obrazu protézy, aby boli schopní preskúmať zubné kúsky a ďasná s najväčším možným detailom.

Automobilové svetlomety

V predných svetlách automobilov je žiarovka umiestnená v ohniskovom bode konkávneho zrkadla. Svetelné lúče vznikajúce vo vlákne sa odrážajú v lúči paralelných lúčov.

Zrkadlo je často sférické, ale niekedy sa používa parabolický tvar, ktorý má výhodu v tom, že sa odráža v paralelnom lúči, všetky lúče, ktoré pochádzajú z ohniskového bodu, a nielen tie, ktoré sú blízko k optickej osi.

Koncentrátory

Svetlo vzdialenej fontány ako slnko sa môže zamerať na jeden bod cez konkávne zrkadlo. Vďaka tomu je teplo v tomto bode sústredené. Vo veľkom meradle, s týmto teplom môžete zahrievať tekutinu, napríklad vodu alebo olej.

To je koncentrácia termosolárna energia ktorý sa snaží vyrábať elektrinu aktivujúcu turbínu poháňanú koncentrovaným teplom slnka v jednom bode. Je to alternatívny postup k polovodivej fotovoltaickej bunke.

Odkazy

1. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
2. Giambattista, a. 2010. Fyzika. Druhý. Edimatizovať. McGraw Hill.
3. Učebňa fyziky. Ray Diagrams for Comary zrkadlá. Získané z: fyzikálna trieda.com.
4. Thomas, W. 2008. Koncepčná fyzika. McGraw Hill.
5. Tippens, P. 2011. Fyzika: Koncepty a aplikácie. 7. vydanie. McGraw Hill.