Wklęsłe lustro

Co to jest wklęsłe lustro?

On Wklęsłe lustro o zbieżne jest prawie zawsze sferycznym kształtem, w którym powierzchnia odblaskowa znajduje się po wewnętrznej stronie kuli, a raczej z niej. Możliwe są również inne zakrzywione formy, takie jak parabola.

Z zakrzywionymi lustrami, takimi jak wklęsły lustro, można osiągnąć różne obrazy: zwiększone, zmniejszone lub nawet odwrócone. Zwiększone obrazy ułatwiają wizualizację drobnych szczegółów obiektu.

W wklęsłym lustrze wzrost jest osiągany dzięki faktowi, że krzywizna pozwala skupić światło bardzo podobne do tego, jak robi obiektyw.

Lustro działa jak pokazano na górnej figurze. Promienie poziomych incydentów światła pochodzą z lewej, gdzie znajduje się odległe fontannę, taką jak słońce. Promienie te spełniają prawo odbicia, które stwierdza, że ​​kąt występowania wiązki światła jest równy jej kątowi odbicia.

Po odbiciu promienie przecinają się w specjalnym punkcie, punkt F O Punkt centralny, Ponieważ tutaj koncentruje się światło. Umieszczając obiekty w różnych lokalizacjach na osi, która przechodzi przez C, F i V, uzyskano różne obrazy.

Na przykład między punktem centralnym a wierzchołkiem lustra jest idealnym miejscem do umieszczenia twarzy podczas makijażu lub golenia, ponieważ w ten sposób obraz jest osiągany dzięki doskonałemu szczegółowi, który nie jest możliwy z płaskim lustrem.

Charakterystyka wklęsłego lustra

Przed zobaczeniem, jak tworzy się obraz, dokładnie analizujemy punkty i odległości przedstawione w tej ilustracji:

Trajektoria równoległych promieni świetlnych w sferycznym i wklęsłym lustrze. Źródło: Thomas, w. Fizyka koncepcyjna.

-Środek kuli, do której należy lustro, znajduje się w punkcie C i R, jest jego promień. Do punktu C jest znany jako Centrum krzywizny A r jest Promień krzywizny.

-Punkt V jest wierzchołek lustra.

Może ci służyć: moc mechaniczna: co to jest, aplikacje, przykłady

-Linia, która dołącza do punktów C, F i V, jest znana jako Oś optyczna lustra i jest prostopadle do jego powierzchni. Promień, który wpływa na te punkty, znajduje odzwierciedlenie w tym samym kierunku i przeciwnym kierunku.

-Odbicie promieni padających równolegle do osi optycznej przecinają się w punkcie F, zwane Punkt centralny lustra.

-Zauważ, że punkt F znajduje się w przybliżeniu między C i V.

-W odległości między F i V, oznaczone jako F,  nazywa się odległość ogniskowa I jest obliczany jako:

F = r/2

Metoda graficzna

Jak wspomniano powyżej, w zależności od punktu, w którym jest umieszczony obiekt, otrzymuje się kilka obrazów, które można łatwo wyświetlać metodą graficzną dla luster.

Ta metoda polega na pobieraniu promieni światła ze strategicznych punktów obiektu i obserwowania, w jaki sposób znajdują się one odbijane na powierzchni dystansowej. Obraz jest uzyskiwany przez przedłużenie tych odbicia i patrzenie, gdzie się przecinają.

W ten sposób wiadomo, czy obraz jest większy, czy mniejszy, rzeczywisty czy wirtualny - jeśli powstaje za lustrem - i słusznie lub odwrócony.

Przykłady wklęsłych luster

Spójrzmy na kilka przykładów obrazów uzyskanych przez wklęsłe lustra:

Obiekt między F i V

Umieszczając obiekt między punktami F i V, możemy uzyskać wzmocniony wirtualny obraz. Aby to zobrazować, rysowane są trzy główne promienie, jak pokazano na niższej ilustracji:

Promienie główne, które pozostawiają obiekt umieszczony między ostrością a wierzchołkiem wklęsłego lustra. Otrzymany obraz jest wirtualny, rozszerzony i właściwy. Źródło: Thomas, w. Fizyka koncepcyjna.

-Ray 1, który pozostawia płomień w punkcie P, jest równolegle do osi optycznej i jest odbijany przez F.

Może ci służyć: właściwości elektryczne materiałów

-Ray 2: Wpływa to w taki sposób, że jest odbijany w kierunku równoległym do osi optycznej.

-Wreszcie Ray 3, który jest promieniowy, przybywa prostopadle do lustra i jest odbijany w przeciwnym kierunku, przez C.

Zwróć uwagę, że prawo odbicia jest spełnione tak samo jak w płaskim lustrze, z różnicą, że zmienia się normalna do powierzchni zakrzywionego lustra.

W rzeczywistości wystarczy dwa promienie, aby zlokalizować obraz. W tym przypadku przedłużenie trzech promieni, wszystkie przecinają się na p 'za lustrem, w którym powstaje obraz. Ten obraz jest wirtualny -w rzeczywistości nie jest przekraczany przez żadną jasną wiązkę -jest w porządku i jest również większy niż oryginał.

Obiekt między C i F

Gdy obiekt znajduje się między punktem centralnym a środkiem krzywizny lustra, obraz, który tworzy się prawdziwy -nie znajduje się za lustrem, ale przed nim -jest zwiększony i odwrócony.

Obraz obiektu umieszczonego między środkiem a skupieniem wklęsającego lustra. Źródło: Giambattista, a. Fizyka.

Obiekt poza centrum

Na niższej ilustracji pojawia się obraz utworzony przez obiekt z dala od środka lustra. Obraz jest utworzony w tym przypadku między punktem centralnym F i centrum krzywizny C. Jest to prawdziwy obraz, odwrócony i mniejszy niż sam obiekt.

Obraz obiektu znajdujący się poza środkiem wklęsłego lustra. Źródło: f. Zmodyfikowany buty przez Juana Carlosa Collantesa.

Powiększenie boczne

Możemy zadać sobie pytanie, w jaki sposób wzmocniony lub zmniejszony jest obraz uzyskany przez wklęsłe lustro, w tym celu Powiększenie boczne, oznaczone jako M. Jest podany przez iloraz między rozmiarem obrazu a rozmiarem obiektu:

Może ci służyć: jaka jest dolina w fizyce? (Z przykładami)

M = rozmiar obrazu / rozmiar obiektu

Obraz utworzony przez lustro może być mniejszy niż rozmiar obiektu, mimo że M nadal nazywany jest powiększeniem lub zwiększyć strona.

Wklęsłe aplikacje mirro

Własność wklęsłych luster w celu powiększenia obrazów jest wykorzystywana w ważnych aplikacjach, od osobistego porozumienia po uzyskanie energii Czysty.

Lustra powiększające

Są one powszechnie używane w torze w celu osobistego aranżacji: makijaż, gol i węzeł krawat.

Optyczny teleskop odbicia

Pierwszy teleskop odbicia został stworzony przez Izaaka Newtona i wykorzystuje wklęsły lustro oraz soczewkę oka. Jedno z luster teleskopu typu Cassegrain jest wklęsły i paraboliczny i służy do zebrania światła w punkcie centralnym.

Lustra dentystyczne

Lustro dentystyczne

Dentyści używają również wklęsłych luster, aby uzyskać wzmocniony obraz protezy, aby móc zbadać elementy dentystyczne i dziąsła z największym możliwym szczegółem.

Reflektory samochodowe

W przednich światłach samochodów żarbanek jest umieszczony w ogniskowym punkcie wklęsłego lustra. Promienie świetlne powstały w żarniku znajdują się w wiązce promieni równoległych.

Lustro jest często sferyczne, ale czasami stosuje się kształt paraboliczny, który ma tę zaletę, że odbijają się w równoległej wiązce wszystkie promienie pochodzące z punktu ogniskowego, a nie tylko te, które są bliskie osi optycznej.

Koncentratory słoneczne

Światło odległej fontanny, takie jak słońce, może skupić się na jednym punkcie przez wklęsłe lustro. Dzięki temu ciepło jest w tym momencie skoncentrowane. Na dużą skalę, z tym ciepłem można podgrzać płyn, na przykład woda lub olej.

To jest Energia termosolarna stężenia To próbuje wyprodukować energię elektryczną aktywującą turbinę napędzaną przez skoncentrowane ciepło słońca w jednym punkcie. Jest to alternatywna procedura dla półonondukcyjnej komórki fotowoltaicznej.

Bibliografia

1. Giancoli, zm.  2006. Fizyka: zasady z aplikacjami. 6th. Ed Prentice Hall.
2. Giambattista, a. 2010. Fizyka. 2. Wyd. McGraw Hill.
3. Klasa fizyki. Schematy promieni dla lusterków zarozumiałych. Odzyskany z: Physicsclassroom.com.
4. Thomas, w. 2008. Fizyka koncepcyjna. McGraw Hill.
5. Tippens, s. 1. 2011. Fizyka: koncepcje i zastosowania. 7. edycja. McGraw Hill.