Sadržaj
- Optička svojstva svjetla
- Odbojnost i lomljenje
- Slike oblikovane ogledalima i lećama
- Problem sa ravnim zrcalom
- Ostala svojstva ravna zrcala
- Zglobna ravni zrcala
Kako biste odgovorili da vas pitaju kako biste opisali karakteristike slika oblikovanih ravninskim ogledalima? Prvo, trebali biste biti sigurni da razumijete terminologiju u igri. Je li "zrakoplovno ogledalo" nešto što upotrebljavate za provjeru svog izgleda tijekom transkontinentalnog leta ili je to nešto svjesnije?
ravni zrcalo je ona vrsta zrcala koju ste vjerojatno najčešće koristili, mada su društveni mediji bilo kakav pokazatelj, "selfie" su u velikoj mjeri došli zamijeniti stvarna zrcala početkom 21. stoljeća. U idealnom slučaju, zrcalo se sastoji od savršeno ravne površine bez izobličenja i odbija 100 posto svjetlosti koja ga pogodi (upadnu svjetlost) natrag pod predvidljivim kutom.
Iako nijedno ogledalo nije "savršeno", o idealnim entitetima u fizici je zabavno razgovarati. Tijekom učenja o ravnim ogledalima, uvidjet ćete opću nauku o optici i osjećaj jednog od mnogih načina na koje vas oči mogu zavarati tijekom obavljanja svog posla točno onako kako je zamišljeno.
Optička svojstva svjetla
Svjetlost je, unatoč tome što je gotovo posvuda velik dio vremena, teška cjelina koju je pravilno opisati, kao i mnoge stvari iz fizike. To možete procijeniti jednostavnim gledanjem broja načina na koji je svjetlost predstavljena ne samo u znanosti već i u umjetnosti. Sadrži li svjetlost ili čestice, ili se sastoji od valova? Jesu li valovi usmjereni u određenom smjeru?
U svakom slučaju, svjetlost vidljiva ljudima može se opisati kao talasna duljina λ između otprilike 440 i 700 milijarditih metara metra (10–9 m, ili nm). Budući da je brzina svjetlosti c je konstantna na oko 3 × 108 m / s u vakuumu, možete odrediti frekvenciju bilo kojeg izvora svjetlosti ν od svoje valne duljine: νλ = c.
Kada raspravljate o ogledalima, prikladno je predstavljati svjetlost ne kao talasne fronte (kao što vidite kako zrače prema van nakon bacanja velike stijene u prethodno smireno jezero) već kao zrake. Također, zrake koje dolaze iz istog izvora i upečatljive susjedne dijelove ogledala mogu se tretirati kao paralelne. Pomoću ove sheme lako je izračunati kutove koji sudjeluju u problemima s ravninskim zrcalom.
Odbojnost i lomljenje
Kad zrake svjetlosti udaraju na fizičku površinu, njihov se put može mijenjati na više načina. Zrake mogu odskakati od površine, proći kroz nju ili neka kombinacija obojega.
Kad svjetlosne zrake odskoče od nekog objekta, to se zove odraz, a kad prođu kroz njega i savijeni su u procesu, to se zove refrakcija, Potonje je djelovanje leća, dok je jedina briga kod ravnih (i ostalih) ogledala odraz.
zakon refleksije navodi da kut upadanja svjetlosnih zraka koje udaraju u ravninsko zrcalo jednak je kutu refleksije, s obje mjere mjerene u odnosu na liniju okomitu na površinu zrcala.
Slike oblikovane ogledalima i lećama
Kad ogledala i leće „obrađuju“ zrake svjetlosti koje ih udaraju, one „stvaraju“ slike doslovno oblikovane ovim faktorima: udaljenost između predmeta i zrcala (ili središta leće) i oblik površine.
Objektiv po definiciji uključuje više zakrivljenih površina, dok konveksan (prema van) i konkavan (unutarnja zakrivljena) ogledala sadrže svako; zračna ogledala predstavljaju najjednostavniji scenarij za sve ovdje spomenuto.
Ako se formirana slika nalazi na istoj strani kao i reflektirane ili lomljene zrake svjetlosti, tada je to a stvarna slika, To znači da bi stvarna slika zrcala bila na istoj strani kao i osoba koja je gleda u nju (za leće bi to bila s druge strane, jer se svjetlost lomi, a ne reflektira u ovom položaju). Nazivaju se slike koje se pojavljuju iza ogledala (ili ispred objektiva) virtualne slike.
Kako se slika može stvoriti "iza" ogledala? Napokon, tamo ne bi moglo biti ništa osim čvrstog betona na stotine kilometara. , , ok, nije kilometrima, ali zid bi mogao biti vrlo debeo. Ali razmislite na trenutak: kad se pogledate u ogledalo, točno tamo gdje je "osoba" koju vidite pojaviti da se osvrnem na svoje od?
Problem sa ravnim zrcalom
Kao što se podrazumijeva u rezultatima gore predložene vježbe, slika se čini iza ogledala, ali zapravo nije. Tako je virtualna slika. Točno gdje i kako je ta slika "pronađena"?
Ako nacrtate dijagram koji prikazuje ove situacije odozgo, možete razraditi lokaciju slike u bilo kojem scenariju zrcala s ravnim zrcalom koristeći zakon refleksije. Na primjer, ako promatrač stoji 3 m od zrcala pod kutom od 45 stupnjeva, njezina će se slika naći točno nasuprot njoj s druge strane zrcala. Ali kako daleko?
Koristiti Pitagorin poučak da se to utvrdi. Udaljenost od 3 metra između promatrača i ogledala je pravi trokut s hipotenuzom od 3 i jednake strane a takav da s2 + s2 = 32ili 2s2 = 9, ili s = 3 / √2 = 2,12 m. Ovo je okomita udaljenost između promatrača i ogledala, tako da je slika dvostruko veća od promatrača, odnosno 4,24 m.
Ostala svojstva ravna zrcala
Osim što se dijele na "stvarne" i "virtualne", slike mogu biti i uspravan ili obrnuto. Svatko tko je ikad koristio unutrašnjost žlice kao ogledalo, vidio je primjer obrnute slike. Kaže se da zrakoplovna ogledala stvaraju uspravne slike, ali ovo je pogrešan ili barem nepotpun opis onoga što se događa, jer se odnosi samo na osi y, odnosno okomitu.
Ako se pogledate u ogledalo, vrh glave je iza i iznad očiju u odnosu na ogledalo, pa sukladno tome, oči slike su bliže i niže u odnosu na ogledalo (i vi) od stražnjeg dijela glave slike. Linije koje povezuju ove točke, gledano sa strane, iste su duljine, ali drugačije orijentirane (ali simetrično) u prostoru. Tako slika je obrnuto - ali duž osi x!
Zglobna ravni zrcala
Među bezbroj primjera ravnih zrcala u znanstvenoj, industrijskoj i kućanskoj upotrebi su i zglobna ravna zrcala. Oni predstavljaju dobar način prikazivanja neposrednih, ali često teških za pretvaranje u iskustvo, zakona koji reguliraju zrcalna zrcala iz perspektive geometrije.
Ako imate priliku, pokušajte postaviti niz od tri zrcala (možda nemate šarke, ali to ne ometa) orijentiranih pod zajedničkim kutovima od 60 stupnjeva, što bi odozgo izgledalo kao biciklistički kotač s tri jednako raspoređena žbica. Ako imate nosač, izvor svjetla i nešto manjih ogledala, možete napraviti i testirati predviđanja o refleksijama koje "izrađujete" koristeći osnovnu geometriju, kako je gore opisano.