Rovnica zrkadla
Zakrivené zrkadlá ohýbajú svetlo na tvorbu obrazov, presne ako šošovky. Duté zrkadlo sa kriví dovnútra a vie zaostriť svetlo do skutočného obrazu, ktorý by si chytil na plátne, kým vypuklé alebo ploché zrkadlo vždy rozdeľuje svetlo od seba, tvoriac zdánlivý obraz, ktorý sa len javí byť za zrkadlom.
Vzorec
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ
- f — ohnisková vzdialenosť (cm): vzdialenosť od zrkadla k bodu, kde sa odrazené lúče zbiehajú
- dₒ — vzdialenosť predmetu (cm): ako ďaleko predmet sedí pred zrkadlom
- dᵢ — vzdialenosť obrazu (cm): ako ďaleko sa obraz tvorí od zrkadla
Riešený príklad
Duté zrkadlo má ohniskovú vzdialenosť 10 cm. Predmet sedí 30 cm pred ním. Ako ďaleko od zrkadla sa tvorí obraz?
- f = 10 cm
- dₒ = 30 cm
- 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ
- 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/30 cm
dᵢ = 15 cm
Skontroluj sa
To isté zrkadlo s ohniskom 10 cm má teraz predmet umiestnený 20 cm ďaleko namiesto 30 cm. Kde sa tvorí obraz?
- 10 cm
- Správna odpoveď: 20 cm
- 40 cm
Správne! 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/20 cm = 1/20 cm, takže obraz sa tvorí 20 cm ďaleko.
Vypuklé zrkadlo, ako sa používa pre bočné zrkadlo auta, vždy tvorí aký druh obrazu?
- Správna odpoveď: Zdánlivý a vzpriamený, vždy menší než predmet
- Skutočný a prevrátený, vždy väčší než predmet
- Skutočný a vzpriamený, vždy rovnakej veľkosti
Presne — vypuklé zrkadlá vždy tvoria zdánlivé, vzpriamené, zmenšené obrazy, čo je dôvod, prečo dokážu ukázať širší pohľad.
Kde to vidíš
Spolujazdné zrkadlo auta — to s varovaním, že objekty sú bližšie, než sa zdajú — je vypuklé: vymieňa veľkosť obrazu za široký pohľad. Holické alebo make-up zrkadlo je opak, duté: tvoja vzpriamená, zväčšená tvár je zdánlivý obraz a držané v správnej vzdialenosti sa preklopí do skutočného, ktorý by si chytil na papier.
Časté chyby
Opakujúca sa chyba je zabudnutie, čo vypuklé zrkadlá môžu a nemôžu: vždy tvoria zdánlivé, vzpriamené, menšie než predmet obrazy — skutočný obraz je z neho nemožný. A tá istá algebraická pasca ako pri šošovkách žije tu: poloha obrazu nalseduje 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ, takže zrkadlo s ohniskom 10 cm s predmetom na 20 cm zobrazuje na 20 cm a presunutie predmetu hýbe obrazom.
Ako to súvisí
Toto je rovnica tenkej šošovky v zrkadle: identické 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ, odlišné znamienkové konvencie a odlišný mechanizmus — odraz namiesto lomu. Lúčová optika sa tu končí; interferencia a ohyb, ďalej, zahodia lúčovú predstavu úplne a zaobchádzajú so svetlom ako s vlnou, ktorou je.