42. Плоские и сферические зеркала
Простейшим оптическим устройством, способным создавать изображение предмета, является плоское зеркало. Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, формируется за счет лучей, отраженных от зеркальной поверхности. отражение света от плоского зеркала представляет собой наиболее простой и общеизвестный случай образования мнимых изображений.
Пусть
пучок лучей от точечного источника S
(рис, 203) падает на плоское зеркало
(металлическое зеркало, поверхность
воды и т. д.). Возьмем два произвольных
луча SA и SB. Каждый из них отразится по
закону отражения, и угол каждого из них
с нормалью останется после отражения
неизменным. Следовательно, останется
неизменным и угол между лучами после
отражения.
Этот
угол между отраженными лучами можно
изобразить на рисунке, продолжив
отраженные лучи назад, за плоскость
зеркала, что показано на чертеже
штриховыми линиями. Точка пересечения
S' продолжения лучей за зеркалом будет
лежать на той же нормали к зеркалу, что
и точка S, и на том же расстоянии от
плоскости зеркала, в чем легко убедиться
из равенства треугольников SAO и S'AO или
SBO и S'BO. В результате наблюдателю,
помещенному на пути отраженных лучей,
они будут казаться пересекающимися в
точке S', и эта точка будет мнимым
изображением точки S. Изображение будет
мнимым в указанном выше смысле: никаких
лучей в точке S' за зеркалом нет, но точка
S' является вершиной пучка лучей,
повернутого после отражения от
зеркала.
рис
203
Сферические зеркала. Сферическое зеркало представляет собой часть поверхности шара и может быть вогнутым или выпуклым. Хотя принято считать, что зеркала должны быть стеклянными, на практике сферические зеркала чаще делают металлическими.
Как же формируется изображение предмета в сферических зеркалах?
Изображение предметв в вогнутом зеркале.
Точка фокуса зеркала ( F )расположена в середине отрезка, соединяющего центр кривизны сферической поверхности зеркала ( O ) и вершину зеркала точку M. Фокусное расстояние зеркала равно f = R/2.
___
Пучок лучей, падающий на вогнутое зеркало параллельно оптической оси, после отражения собирается в точке фокуса. Если предмет находится на расстояниях от вогнутого зеркала, превышающих фокусное расстояние, изображение предмета действительное и перевернутое.
Если предмет расположен между фокусом и вершиной зеркала, то его изображение получается мнимым, прямым и увеличенным. Оно будет находиться за зеркалом.
Изображение предмета в выпуклом зеркале.
Пучок лучей, падающий на выпуклое зеркало параллельно оптической оси, отражается так, как будто все лучи выходят из точки фокуса, находящейся за зеркалом на расстоянии R/2.
Независимо от расположения предмета его изображение в выпуклом зеркале является мнимым, уменьшенным и прямым.
Применение:
вогнутые зеркала чаще используются для освещения. В карманном электрическом фонарике. автомобильные фары и прожекторы, рефлектор синей медицинской лампы, корабельный фонарь на верхушке мачты и фонарь маяка. В телескопе.
Выпуклые – в общественных местах, в магазинах и т.д.