The Konkávní zrcadlo nebo konvergentní je zrcadlo s téměř vždy sférickým tvarem, ve kterém je odrazná plocha na vnitřní straně koule nebo spíše její části. Jsou možné i jiné zakřivené tvary, například parabola.
Se zakřivenými zrcadly, jako je konkávní zrcadlo, je možné dosáhnout různých obrazů: zvětšených, zmenšených nebo dokonce obrácených. Zvětšené obrázky usnadňují sledování jemných detailů objektu.
V konkávním zrcadle je zvětšení dosaženo, protože zakřivení umožňuje zaostření světla stejným způsobem jako objektiv..
Zrcadlo funguje, jak je znázorněno na obrázku výše. Dopadající horizontální paprsky světla pocházejí zleva, kde je vzdálený zdroj, například Slunce. Tyto paprsky splňují zákon odrazu, který říká, že úhel dopadu paprsku světla se rovná jeho úhlu odrazu.
Po odrazu se paprsky protínají ve zvláštním bodě, bodu F nebo Ohnisko, protože tam se zaměřuje světlo. Umístěním objektů na různá místa na ose, která prochází C, F a V, se získají různé obrazy.
Například mezi ohniskem a vrcholem zrcadla je ideální místo pro umístění obličeje při líčení nebo holení, protože tímto způsobem je dosaženo obrazu s velkými detaily, který u plochého zrcadla není možný..
Rejstřík článků
Než se podíváme, jak se obraz vytváří, pečlivě analyzujeme body a vzdálenosti uvedené na tomto obrázku:
-Střed koule, do které zrcadlo patří, je v bodě C a R je její poloměr. Bod C je známý jako střed zakřivení a R je Poloměr zakřivení.
-Bod V je vrchol zrcadla.
-Přímka spojující body C, F a V je známá jako optická osa zrcadla a je kolmá k jeho povrchu. Paprsek, který prochází těmito body, se odráží ve stejném směru a v opačném směru..
-Odraz dopadajících paprsků rovnoběžně s optickou osou se protíná v bodě F, tzv Ohnisko zrcadla.
-Všimněte si, že bod F je přibližně uprostřed mezi C a V.
-Ve vzdálenosti mezi F a V, označené jako F, to se nazývá ohnisková vzdálenost a počítá se jako:
f = R / 2
Jak již bylo řečeno, v závislosti na místě, kde je objekt umístěn, se získá několik obrazů, které lze snadno vizualizovat pomocí grafické metody pro zrcadla..
Tato metoda spočívá v kreslení paprsků světla vycházejících ze strategických bodů objektu a sledování jejich odrazu v zrcadlovém povrchu. Obraz je získán prodloužením těchto odrazů a pohledem na to, kde se protínají.
Tímto způsobem je známo, zda je obraz větší nebo menší, skutečný nebo virtuální - je-li vytvořen za zrcadlem - a pravý nebo obrácený.
Podívejme se na několik příkladů obrázků získaných pomocí konkávních zrcadel:
Umístěním objektu mezi body F a V můžeme získat zesílený virtuální obraz. Pro jeho vizualizaci jsou nakresleny tři hlavní paprsky, jak je znázorněno na obrázku níže:
-Paprsek 1, který opouští plamen v bodě P, je rovnoběžný s optickou osou a odráží se přes F.
-Paprsek 2: dopadá takovým způsobem, že se odráží ve směru rovnoběžném s optickou osou.
-Nakonec paprsek 3, který je radiální, přichází kolmo k zrcadlu a odráží se v opačném směru, prochází C.
Všimněte si, že zákon odrazu je splněn stejně jako v plochém zrcátku, s tím rozdílem, že normála k povrchu zakřiveného zrcadla se neustále mění.
Ve skutečnosti stačí dva paprsky k nalezení obrazu. V tomto případě protažením všech tří paprsků se všechny protínají v bodě P 'za zrcadlem, kde se vytváří obraz. Tento obrázek je virtuální - ve skutečnosti jej neprotíná žádný světelný paprsek -, je vzpřímený a je také větší než originál.
Když je objekt mezi ohniskovým bodem a středem zakřivení zrcadla, vytvořený obraz je skutečný - není umístěn za zrcadlem, ale před ním - je zvětšen a převrácen..
Obrázek níže ukazuje obraz tvořený objektem daleko od středu zrcadla. Obraz se v tomto případě vytváří mezi ohniskem F a střed zakřivení C. Je to skutečný obraz, obrácený a menší než samotný objekt.
Můžeme se sami sebe zeptat, jak zesílený nebo zmenšený je obraz získaný pomocí konkávního zrcadla boční zvětšení, označeno jako m. Je to dáno podílem mezi velikostí obrázku a velikostí objektu:
m = velikost obrázku / velikost objektu
Obraz tvořený zrcadlem může být menší než velikost objektu, přesto se m stále nazývá zvětšení nebo zvýšit boční.
Vlastnost konkávních zrcadel pro zvětšení obrazu se používá v důležitých aplikacích od péče o vlasy po získávání energií čistý.
Obvykle se používají v toaletním stolku pro účely péče: líčení, holení a vázání kravat.
První odrážející dalekohled vytvořil Isaac Newton a používá konkávní zrcadlo plus čočku okuláru. Jedno ze zrcadel dalekohledu typu Cassegrain je konkávní a parabolické a používá se ke sběru světla v ohnisku.
Zubní lékaři také používají konkávní zrcadla k získání zvětšeného obrazu zubů, aby mohli zuby a dásně zkoumat co nejpodrobněji..
U světlometů automobilu je vlákno žárovky umístěno v ohnisku konkávního zrcadla. Světelné paprsky pocházející z vlákna se odrážejí v paprsku paralelního paprsku.
Zrcadlo je často sférické, ale někdy se používá parabolický tvar, který má tu výhodu, že v paralelním paprsku odráží všechny paprsky, které přicházejí z ohniska, a nejen ty, které jsou blízko optické osy..
Světlo ze vzdáleného zdroje, jako je Slunce, může být zaměřeno na bod konkávním zrcadlem. Díky tomu se v tomto bodě koncentruje teplo. Ve velkém měřítku lze s tímto teplem ohřívat kapalinu, například vodu nebo olej.
To je soustředění solární tepelné energie který se pokouší vyrábět elektrickou energii aktivací turbíny poháněné koncentrovaným slunečním teplem v jednom bodě. Jedná se o alternativní postup k polovodičovému fotovoltaickému článku.
Konvexní zrcadlo.
Zatím žádné komentáře