Ecuația oglinzii
Oglinzile curbe îndoaie lumina pentru a forma imagini, exact ca lentilele. O oglindă concavă se curbează spre interior și poate focaliza lumina într-o imagine reală pe care ai putea-o prinde pe un ecran, în timp ce o oglindă convexă sau plată împrăștie mereu lumina, formând o imagine virtuală care doar pare să fie în spatele oglinzii.
Formula
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ
- f — distanța focală (cm): distanța de la oglindă la punctul unde converg razele reflectate
- dₒ — distanța obiectului (cm): cât de departe stă obiectul în fața oglinzii
- dᵢ — distanța imaginii (cm): cât de departe se formează imaginea de oglindă
Exemplu rezolvat
O oglindă concavă are distanța focală de 10 cm. Un obiect stă la 30 cm în fața ei. Cât de departe de oglindă se formează imaginea?
- f = 10 cm
- dₒ = 30 cm
- 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ
- 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/30 cm
dᵢ = 15 cm
Testează-te
Aceeași oglindă cu distanța focală de 10 cm are acum un obiect plasat la 20 cm distanță în loc de 30 cm. Unde se formează imaginea?
- 10 cm
- Răspuns corect: 20 cm
- 40 cm
Corect! 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/20 cm = 1/20 cm, deci imaginea se formează la 20 cm distanță.
O oglindă convexă, ca cele folosite ca oglindă laterală la mașină, formează întotdeauna ce fel de imagine?
- Răspuns corect: Virtuală și dreaptă, întotdeauna mai mică decât obiectul
- Reală și răsturnată, întotdeauna mai mare decât obiectul
- Reală și dreaptă, întotdeauna de aceeași mărime
Exact — oglinzile convexe formează întotdeauna imagini virtuale, drepte, micșorate — de asta pot arăta un câmp vizual mai larg.
Unde vezi asta
Oglinda de pe partea pasagerului unei mașini — cea care avertizează că obiectele sunt mai aproape decât par — este convexă: schimbă mărimea imaginii pentru un câmp vizual larg. O oglindă de bărbierit sau de machiaj este opusul, concavă: fața ta dreaptă, mărită, este o imagine virtuală, iar ținută la distanța potrivită se transformă într-una reală pe care ai putea-o prinde pe hârtie.
Greșeli frecvente
Eroarea recurentă este uitarea a ce pot și ce nu pot face oglinzile convexe: ele formează întotdeauna imagini virtuale, drepte, mai mici decât obiectul — o imagine reală este imposibilă la una dintre ele. Iar aceeași capcană algebrică ca la lentile trăiește aici: poziția imaginii urmează 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ, deci o oglindă cu distanța focală de 10 cm, cu obiectul la 20 cm, formează imaginea la 20 cm, iar mutarea obiectului mută imaginea.
Cum se leagă
Aceasta este ecuația lentilei subțiri purtând haine de oglindă: identic 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ, convenții de semn diferite și un mecanism diferit — reflexie în loc de refracție. Optica geometrică se încheie aici; interferența și difracția, următoarele, renunță complet la imaginea de raze și tratează lumina drept unda care este.