Как называется изображение в зеркале

Как называется изображение в зеркале

Плоское зеркало — это плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Построение изображения в зеркалах основывается на законах прямолинейного распространения и отражения света.

Изображение в плоском зеркале является:

Если плоские зеркала образуют между собой некоторый угол, то они формируют N изображений источника света, помещенного на биссектрису угла между зеркалами:

где γ — угол между зеркалами (в радианах).

Примечание: Формула справедлива для таких углов γ, для которых отношение 2π/γ является целым числом.

Сферическим зеркалом называют зеркально отражающую поверхность, имеющую форму сферического сегмента.

Фокусное расстояние у сферического зеркала равно половине радиуса кривизны, причем у вогнутого зеркала F > 0, у выпуклого F

Изображение какой-либо точки A предмета в сферическом зеркале можно построить с помощью любой пары стандартных лучей:

Положение изображения и его размер можно также определить с помощью формулы сферического зеркала :

Здесь d – расстояние от предмета до зеркала, f – расстояние от зеркала до изображения. Величины d и f подчиняются определенному правилу знаков:

Величине H удобно приписывать определенный знак в зависимости от того, является изображение прямым ( H > 0) или перевернутым ( H h всегда считается положительной. При таком определении линейное увеличение сферического зеркала выражается формулой

Источник

Зеркала и изображение в плоском зеркале:

Каждый день по нескольку раз вы смотрите в зеркало и видите в нем свое изображение (рис. 237). Попробуем ответить на ряд вопросов. Где и на каком расстоянии от зеркала находится изображение? Каковы его размеры по сравнению с размерами самого предмета? Как образуется изображение?

Проведем опыт. На столе расположим вертикально стеклянную пластинку и зажженную свечу 1, как показано на рисунке 238.

Стеклянная пластинка будет выполнять роль плоского зеркала. В стекле хорошо видно изображение свечи. Заглянув за пластинку, мы, конечно же, не обнаружим этой свечи.

Такую же по размерам, но незажженную свечу 2 будем перемещать с другой стороны пластинки до тех пор, пока она не совместится с изображением (не будет казаться зажженной). По линейке определим расстояние от пластинки до свечи 1 и — до ее изображения, т. е. свечи 2. Сравнив расстояния до обеих свечей, мы убедимся, что Так как свеча 2 совместилась с изображением но высоте, то можно сделать вывод, что размеры изображения равны размерам предмета.

Продолжим опыт. Передвинем свечу 1 ближе к стеклянной пластинке. Ее изображение тоже приблизится, причем ровно на столько же, в чем легко убедиться с помощью линейки.

Положение изображения не изменится, если вместо стеклянной пластинки использовать плоское зеркало.

Из проведенных опытов следует, что в плоском зеркале глаз видит изображение таких же размеров, что и предмет, и на таком же расстоянии за зеркалом. Но что означает: «Глаз видит изображение»? Как глаз определяет местоположение предмета или его изображения?

Рассмотрим лучи 1 и 2, попадающие в глаз (рис. 239, а). Эти лучи идут от светящейся точки S. А если лучи попадут в глаз не от самой светящейся точки, а отразившись от зеркала (рис. 239, б)? Глазу безразлично, как эти лучи идут до того момента, как попадают в него. Он будет фиксировать положение источника лучей (точки S) на пересечении продолжений попадающих в него лучей — в точке S’. Глаз увидит, что светящаяся точка находится именно там. Это мнимое изображение светящейся точки S, от которой в глаз попадают лучи 1 и 2.

Значит, глаз видит и сам предмет (светящуюся точку), и его мнимое изображение только тогда, когда в него попадают лучи, идущие от предмета непосредственно или после отражения от зеркала и несущие световую энергию. Если таких лучей нет, то и изображение в глазу не создается.

Поясним еще раз, почему изображение S’ в плоском зеркале называют мнимым. Мы можем увидеть это изображение. Но если мы поместим в точку S’ устройства, чувствительные к световой энергии (фотопленку или просто белый экран), то ничего там не обнаружим. В эту точку энергия света не поступает.

Построим теперь изображение протяженного предмета (пламени свечи) в плоском зеркале.

Найдем изображение двух крайних точек А и В.

Для построения изображения каждой точки можно использовать два любых луча (рис. 240).

Пусть луч 1 падает на зеркало в точку О перпендикулярно плоскости зеркала Отраженный луч пойдет вдоль падающего, но в обратном направлении Луч 2 падает под углом и отражается под таким же углом Из рисунка 240 видно, что отраженные лучи и 2′ не пересекаются. Пересекаются в точке А’ их продолжения. Поэтому точка А’ и есть изображение точки А, причем, как вы уже догадались, мнимое изображение. За зеркало не попадают световые лучи, а значит, и световой энергии в точке А’ нет. Нетрудно доказать (сделайте это сами), что треугольники АСО и А’СО равны. Тогда АО = ОА’. Аналогично строится изображение точки В.

Итак, из опыта и построения следует: изображение предмета в плоском зеркале является мнимым, прямым, по размерам равным предмету и находится на таком же расстоянии за зеркалом, на котором расположен предмет перед зеркалом.

Для любознательных:

Важную роль играют зеркала, отражающие поверхности которых являются кривыми: вогнутыми (рис. 241) или выпуклыми (рис. 242). Если зеркало вогнутое, оно может параллельно падающие лучи после отражения собрать в одну точку, т. е. сконцентрировать световую энергию. Выпуклое зеркало, наоборот, после отражения дает расходящийся пучок света.

Зеркала применяются в различных сферах жизнедеятельности человека: в быту, медицине (рис. 243), транспорте, для оформления помещений и т. д.

Для любознательных:

Выпуклые зеркала используются в автомобилях (рис. 244), на станциях метро (рис. 245), на перекрестках улиц для обзора окрестности. Они обеспечивают гораздо более широкий обзор, чем плоские. Вогнутые зеркала используются там, где необходимо сконцентрировать световую энергию, например в зеркальном телескопе (рис. 246). С его помощью можно наблюдать даже неяркие далекие звезды.

Главные выводы:

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Источник

Зеркала

Простейшим оптическим устройством, способным создавать изображение предмета, является плоское зеркало. Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, формируется за счет лучей, отраженных от зеркальной поверхности. Это изображение является мнимым, так как оно образуется пересечением не самих отраженных лучей, а их продолжений в «зазеркалье» (рис 3.2.1).

Ход лучей при отражении от плоского зеркала. Точка S’ является мнимым изображением точки S

Вследствие закона отражения света мнимое изображение предмета располагается симметрично относительно зеркальной поверхности. Размер изображения равен размеру самого предмета.

Сферическим зеркалом называют зеркально отражающую поверхность, имеющую форму сферического сегмента. Центр сферы, из которой вырезан сегмент, называют оптическим центром зеркала. Вершину сферического сегмента называют полюсом. Прямая, проходящая через оптический центр и полюс зеркала, называется главной оптической осью сферического зеркала. Главная оптическая ось выделена из всех других прямых, проходящих через оптический центр, только тем, что она является осью симметрии зеркала.

Сферические зеркала бывают вогнутыми и выпуклыми. Если на вогнутое сферическое зеркало падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси, то после отражения от зеркала лучи пересекутся в точке, которая называется главным фокусом F зеркала. Расстояние от фокуса до полюса зеркала называют фокусным расстоянием и обозначают той же буквой F. У вогнутого сферического зеркала главный фокус действительный. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала (рис 3.2.2).

Отражение параллельного пучка лучей от вогнутого сферического зеркала. Точки O – оптический центр, P – полюс, F – главный фокус зеркала; OP – главная оптическая ось, R – радиус кривизны зеркала

Следует иметь в виду, что отраженные лучи пересекаются приблизительно в одной точке только в том случае, если падающий параллельный пучок был достаточно узким (так называемый параксиальный пучок).

Главный фокус выпуклого зеркала является мнимым. Если на выпуклое зеркало падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после отражения в фокусе пересекутся не сами лучи, а их продолжения (рис 3.2.3).

Отражение параллельного пучка лучей от выпуклого зеркала. F – мнимый фокус зеркала, O – оптический центр; OP – главная оптическая ось

Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывается определенный знак: для вогнутого зеркала для выпуклого , где R – радиус кривизны зеркала.

Изображение какой-либо точки A предмета в сферическом зеркале можно построить с помощью любой пары стандартных лучей:

• луч AOC, проходящий через оптический центр зеркала; отраженный луч COA идет по той же прямой;

• луч AFD, идущий через фокус зеркала; отраженный луч идет параллельно главной оптической оси;

• луч AP, падающий на зеркало в его полюсе; отраженный луч симметричен с падающим относительно главной оптической оси.

• луч AE, параллельный главной оптической оси; отраженный луч EFA₁ проходит через фокус зеркала.

На рис 3.2.4 перечисленные выше стандартные лучи изображены для случая вогнутого зеркала. Все эти лучи проходят через точку A’, которая является изображением точки A. Все остальные отраженные лучи также проходят через точку A’. Ход лучей, при котором все лучи, вышедшие из одной точки, собираются в другой точке, называется стигматическим. Отрезок A’B’ является изображением предмета AB. Аналогичны построения для случая выпуклого зеркала.

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

Положение изображения и его размер можно также определить с помощью формулы сферического зеркала:

Здесь d – расстояние от предмета до зеркала, f – расстояние от зеркала до изображения. Величины d и f подчиняются определенному правилу знаков:

• d > 0 и f > 0 – для действительных предметов и изображений;

• d 0 (зеркало вогнутое); d = 3F > 0 (действительный предмет).

По формуле сферического зеркала получаем: следовательно, изображение действительное.

Если бы на месте вогнутого зеркала стояло выпуклое зеркало с тем же по модулю фокусным расстоянием, мы получили бы следующий результат:

F 0, – изображение мнимое.

Линейное увеличение сферического зеркала Γ определяется как отношение линейных размеров изображения h‘ и предмета h.

Величине h‘ удобно приписывать определенный знак в зависимости от того, является изображение прямым (h’ > 0) или перевернутым (h’ Опубликовано в разделах: Оптика, Геометрическая оптика

Источник

Плоское зеркало

Содержание

Из прошлых уроков вы уже знаете, что свет распространяется прямолинейно в однородной среде, а при столкновении с какой-либо поверхностью – отражается.

Один из видов отражения называется зеркальным. При слове “зеркало” мы представляем себе плоское стекло, на одну сторону которого нанесено специальное покрытие, содержащее серебро. Но в физике зеркалом может считаться любой предмет, имеющий гладкую плоскую поверхность.

У зеркал есть одна интересная особенность, которая нас и будет интересовать в этом уроке. Мы видим в зеркале отражения – себя и окружающих нас предметов.

Мы же видим предметы благодаря свету, но предметы в зеркале – ненастоящие. Что происходит на самом деле? Как это объясняет физика? В данном уроке вы узнаете много нового и интересного о, казалось бы, такой простой и привычной вещи, как зеркало.

Изображение в плоском зеркале

Плоское зеркало – это плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Рассмотрим изображение, которые мы получаем с помощью него.

Рассмотрим все лучи по очереди:

Изображение в плоском зеркале называют мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений.

Построение мнимого изображения светящейся точки

На рисунке 1 мы описали пучок света с помощью трех лучей, чтобы обратить ваше внимание на то изображение, которое попадает в глаза. Для построения такого изображения на чертеже нам хватит выделить всего два луча:
1. Луч, перпендикулярный зеркалу
2. Луч, падающий под углом

Расположение и размеры предмета и его мнимого изображения относительно зеркала

Подтвердим этот факт простым, но очень показательным опытом. Возьмем обычную линейку и вертикально укрепим на ней кусок плоского стекла, как на рисунке 3.

Стекло будет являться полупрозрачным зеркалом. С одной его стороны мы видим зеркальное отражение предметов, а с другой – то, что происходит за этим стеклом.

Также у нас имеются две одинаковые свечи. Одну поставим на расстоянии 3 см от зеркала и зажжем. Мы видим ее отражение в зеркале. Кажется, что оно находится позади стекла.

Наша задача – разместить вторую свечу с другой стороны зеркала так, чтобы она тоже казалась зажженой. Передвигая ее, найдем это положение.

Что мы получили? Незажженная свеча находится именно в том месте, где наблюдается изображение горящей свечи (рисунок 3, а). А теперь взгляните на линейку – за зеркалом свеча находится тоже на 3 см от него. Расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла одинаковы.

Итак, мы подошли к интересному выводу.

Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на том же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет.

Из этого опыта также очевидно, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи (рисунок 3, б). Ведь, передвигая свечу за зеркалом, мы добились того, что она полностью совпала с изображением зажженной свечи.

Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны реальным размерам предмета.

Из своего жизненного опыта каждый из нас знает, что когда мы смотрим на изображение предмета в зеркале, мы видим его симметричную форму (рисунок 4).

Это означает, что в зеркале “право” и “лево” меняются местами. Например, зеркальное изображение левой руки представляет для нас как бы правую руку.

Давайте подведем итоги.

Изображение предмета в плоском зеркале:

Построение мнимого изображения предмета

Вы уже узнали определение плоского зеркала и установили его свойства. Теперь давайте рассмотрим, как самостоятельно построить мнимое изображение любого предмета в зеркале.

Пример задачи

Дано:
$\varphi = 40 \degree$

Для решения задачи нам понадобится рисунок 6.

Как мы получили такую картинку? Давайте разберемся.

Теперь можно приступать к решению задачи.

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Применение плоских зеркал

В повседневной жизни нас окружает множество плоских зеркал. Они нашли очень широкое применение как в быту, так и в технике.

Например, плоские зеркала используют в фарах различных автомобилей, прожекторов. И помимо этого, мы можем упомянуть и о дорожных и автомобильных зеркалах (боковых и заднего вида). Многие оптические приборы содержат в своем устройстве одно или несколько зеркал: объективы фотоаппаратов, лазеры, телескопы, перископы).

Перископ – это специальный прибор для наблюдения за поверхностью моря с подводной лодки, идущей на небольшой глубине (рисунок 7).

Также в настоящее время зеркала используются в дизайне интерьеров. С их помощью создается иллюзия пространства – большой объем в небольших помещениях.

Источник

Зеркала

Плоское зеркало представляет собой простейшее способное создавать изображение предмета оптическое устройство. Получаемое с помощью него изображение некоторого объекта формируется за счет отражаемых от зеркальной поверхности лучей.

Мнимое изображение предмета расположено симметрично относительно плоскости зеркальной поверхности вследствие закона отражения света. Размер изображения эквивалентен размеру отражаемого объекта.

Виды зеркал

Обладающую формой сферического сегмента зеркально отражающую поверхность называют сферическим зеркалом.

Оптическим центром зеркала называют использованный в процессе вырезания в качестве необходимого материала центр сферы.

Полюсом является вершина сферического сегмента.

Проходящая через оптический центр и полюс зеркала прямая, называется главной оптической осью сферического зеркала.

Главная оптическая ось выделена из всех других проходящих через оптический центр прямых только тем, что она является осью симметрии зеркала.

Сферические зеркала делятся на вогнутые и выпуклые.

Если на вогнутое сферическое зеркало падает параллельный главной оптической оси пучок лучей, то, отразившись от зеркала, лучи пересекутся в точке, которая носит название главного фокуса F зеркала.

Типы изображений в зеркалах

Стоит учитывать, что отраженные лучи пересекаются примерно в одной точке только тогда, когда падающий параллельный пучок, так называемый параксиальный пучок, достаточно узок.

Изображение каждой конкретной точки A предмета в сферическом зеркале может быть построено благодаря любой паре стандартных лучей:

Такой ход лучей, при котором все вышедшие из одной точки лучи пересекаются в другой точке, называется стигматическим.

С помощью формулы сферического зеркала могут быть определены размер и положение изображения объекта:

В данном соотношении d играет роль расстояния от предмета до зеркала, а f представляет собой расстояние от зеркала до изображения. Величины d и f подчиняются определенному правилу знаков:

Если вместо вогнутого зеркала взять выпуклое, с аналогичным по модулю фокусным расстоянием, мы получим приведенный ниже результат:

Источник