Любые отражающие поверхности в курсе школьной физики принято называть зеркалами. Рассматривают две геометрические формы зеркал:
- плоское
- сферическое
— отражающая поверхность, формой которой является плоскость. Построение изображения в плоском зеркале основывается на , которые, в общем случае, даже можно упростить (рис. 1).
Рис. 1. Плоское зеркало
Пусть источником в нашем примере будет точка А (точечный источник света). Лучи от источника распространяются во все стороны. Чтобы найти положение изображения, достаточно проанализировать ход двух любых лучей и найти построением точку их пересечения. Первый луч (1) пустим под любым углом к плоскости зеркала, и, по , его дальнейшее движение будет под углом отражения, равным углу падения. Второй луч (2) также можно пускать под любым углом, но проще нарисовать его перпендикулярно поверхности, т.к., в этом случае, он не испытает преломления. Продолжения лучей 1 и 2 сходятся в точке B, в нашем случае, данная точка и есть точки А (мнимое) (рис. 1.1).
Однако получившиеся на рисунке 1.1 треугольники одинаковы (по двум углам и общей стороне), тогда в качестве правила построения изображения в плоском зеркале можно принять: при построении изображения в плоском зеркале достаточно из источника А опустить перпендикуляр на плоскость зеркала, а затем продолжить данный перпендикуляр на ту же длину по другую сторону от зеркала (рис. 1.2).
Воспользуемся этой логикой (рис. 2).
Рис. 2. Примеры построения в плоском зеркале
В случае не точечного предмета важно помнить, что форма предмета в плоском зеркале не меняется. Если учесть, что любой предмет фактически состоит из точек, то, в общем случае, надо отразить каждую точку. В упрощённом варианте (например, отрезок или простая фигура) можно отразить крайние точки, а потом соединить их прямыми (рис. 3). При этом АВ — предмет, А’В’ — изображение.
Рис. 3. Построение предмета в плоском зеркале
Также нами было введено новое понятие — точечный источник света — источник, размерами которого можно пренебречь в нашей задаче.
— отражающая поверхность, формой которой является часть сферы. Логика поиска изображения та же — найти два луча, идущих от источника, пересечение которых (или их продолжений) и даст искомое изображение. На самом деле, для сферического тела есть три достаточно простых луча, преломление которых можно легко предсказать (рис. 4). Пусть — точечный источник света.
Рис. 4. Сферическое зеркало
Для начала введём характерную линию и точки сферического зеркала. Точка 4 называется оптическим центром сферического зеркала. Эта точка является геометрическим центром системы. Линия 5 — главная оптическая ось сферического зеркала — линия, проходящая через оптический центр сферического зеркала и перпендикулярно касательной к зеркалу в этой точке. Точка F — фокус сферического зеркала , обладающая особыми свойствами (об этом позже).
Тогда существует три хода лучей, достаточно простых для рассмотрения:
- синий. Луч, проходящий через фокус, отражаясь от зеркала, проходит параллельно главной оптической оси (свойство фокуса),
- зелёный. Луч, падающий на главный оптический центр сферического зеркала, отражается под тем же углом (),
- красный. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через фокус (свойство фокуса).
Выбираем любые два луча и их пересечение даёт изображение нашего предмета ().
Фокус — условная точка на главной оптической оси, в которую сходятся лучи, отражённые от сферического зеркала шедшие параллельно главной оптический оси.
Для сферического зеркала фокусное расстояние (расстояние от оптического центра зеркала до фокуса) чисто геометрическое понятие, и данный параметр может быть найден через соотношение:
Вывод : для зеркал используются самые общие . Для плоского зеркала существует упрощение для построения изображений (рис. 1.2). Для сферических зеркал существуют три хода луча, два любых из которых дают изображение (рис. 4).
Плоское, сферическое зеркало обновлено: Сентябрь 9, 2017 автором: Иван Иванович
Отражение света - это явление, при котором падение света на границу раздела двух сред MN часть падающего светового потока, изменив направление своего распространения, остается в той же самой среде. Падающий луч AO – луч, показывающий направление распространения света. Отраженный луч OB - луч, показывающий направление распространения отраженной части светового потока.
Угол падения – угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности.
Угол отражения
- угол между отраженным лучом и
перпендикуляром, восставленным к границе
раздела сред в точке падения луча.
Закон отражения света: 1) падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восставленным в точке падения луча к границе раздела двух сред; 2) угол отражения равен углу падения.
Зеркало, поверхность которого представляет собой плоскость, называется плоским зеркалом. Зеркальное отражение – это направленное отражение света.
Если граница раздела сред представляет собой поверхность, размеры неровности которой больше длины волны падающего на неё света, то взаимно параллельные световые лучи, падающие на такую поверхность, после отражения не сохраняют свою параллельность, а рассеиваются по всевозможным направлениям. Такое отражение света называют рассеянным или диффузным.
Действительное изображение – это изображение, которое получается при пересечении лучей.
Мнимое изображение – это изображение, которое получается при продолжении лучей.
Построение изображений в сферических зеркалах.
Сферическим зеркалом MK называют поверхность шарового сегмента, зеркально отражающую свет. Если свет отражается от внутренней поверхности сегмента, то зеркало называют вогнутым, а если от внешней поверхности сегмента – выпуклым . Вогнутое зеркало является собирающим, а выпуклое – рассеивающим.
Центр сферы C , из которой вырезан шаровой сегмент, образующий зеркало, называют оптическим центром зеркала , а вершину шарового сегмента O – его полюсом ; R – радиус кривизны сферического зеркала.
Любую прямую, проходящую через оптический центр зеркала, называют его оптической осью(KC ; MC ). Оптическую ось, проходящую через полюс зеркала, называют главной оптической осью (OC ). Лучи, идущие вблизи главной оптической оси, называют параксиальными .
Точку F , в которой пересекаются после отражения приосевые лучи, падающие на сферическое зеркало параллельно главной оптической оси, называют главным фокусом.
Расстояние от полюса до главного фокуса сферического зеркала называют фокусным OF .
Любой луч, падающий по одной из его оптических осей, отражается от зеркала по той же оси.
Формула
вогнутого сферического зеркала
:
,
гдеd
–расстояние от
предмета до зеркала (м),f
–расстояние
от зеркала до изображения (м).
Формула фокусного
расстояния сферического зеркала
:
или
Величину D, обратную фокусному расстоянию F сферического зеркала, называют его оптической силой.
/диоптрия/.
Оптическая сила вогнутого зеркала положительна, а у выпуклого – отрицательна.
Линейным увеличением
Г сферического зеркала называют отношение
размера создаваемого им изображения Н
к размеру изображаемого предмета h,
т.е.
.
Видеоурок 2:
Плоское зеркало - Физика в опытах и экспериментах
Лекция:
Плоское зеркало
Плоское зеркало - это глянцевая поверхность. Если на такую поверхность падают параллельные пучки света, то и отражаются они параллельно друг другу. При рассмотрении данной темы мы сможем узнать, по каким причинам мы видим себя, когда смотрим в зеркало.
Итак, давайте для начала вспомним законы отражения, и способы их доказательства. Взгляните на рисунок.
Предположим, что S - некоторая точка, которая светится или отражает свет. Рассмотрим два произвольных луча, которые падают на некоторую глянцевую поверхность. Перенесем данную точку симметрично, относительно разделу сред. После того, как два данных луча отражаются от поверхности, они попадают к нам в глаз. Наш мозг устроен таким образом, что любое отражение он воспринимает в качестве изображения, которое находится за пределами границы разделения сред. Самое важное в данном объяснении является то, что это нам действительно кажется из-за собственного восприятия.
Изображение, которое мы видим в зеркале, называется мнимым , то есть не существует на самом деле.
Увидеть мы можем даже то изображение, которое не находится непосредственно над зеркалом, или же если их размеры не соизмеримы. Самое важное - лучи от данного предмета должны поступать к нам в глаз. Именно поэтому мы можем видеть лицо водителя в автобусе и он наше, не смотря на то, что он не находится напротив зеркала.
Построение изображений в плоском зеркале
Строим изображение предмета в зеркале.
Loading...