Enačba zrcala

Ukrivljena zrcala upognejo svetlobo v slike, tako kot leče. Vdolbeno zrcalo se ukrivi navznoter in lahko osredotoči svetlobo v realno sliko, ki bi jo ujel na zaslonu, izbočeno ali ravno zrcalo pa vedno razširi svetlobo narazen in oblikuje navidezno sliko, ki se le zdi za zrcalom.

Formula

1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ

f — goriščna razdalja (cm): razdalja od zrcala do točke, kjer se odbojni žarki stekajo
dₒ — razdalja predmeta (cm): kako daleč sedi predmet pred zrcalom
dᵢ — razdalja slike (cm): kako daleč se slika oblikuje od zrcala

Rešen primer

Vdolbeno zrcalo ima goriščno razdaljo 10 cm. Predmet sedi 30 cm pred njim. Kako daleč od zrcala se oblikuje slika?

f = 10 cm
dₒ = 30 cm

1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ
1/dᵢ = 1/10 cm − 1/30 cm

dᵢ = 15 cm

Preizkusi se

Isto zrcalo z goriščno razdaljo 10 cm sedaj ima predmet postavljen 20 cm stran namesto 30 cm. Kje se oblikuje slika?

10 cm
Pravilen odgovor: 20 cm
40 cm

Prav! 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/20 cm = 1/20 cm, torej se slika oblikuje 20 cm stran.

Izbočeno zrcalo, kot tisto, uporabljeno za stransko ogledalo avta, vedno oblikuje kakšno sliko?

Pravilen odgovor: Navidezno in pokončno, vedno manjšo od predmeta
Realno in obrnjeno, vedno večjo od predmeta
Realno in pokončno, vedno iste velikosti

Točno — izbočena zrcala vedno oblikujejo navidezne, pokončne, skrčene slike, zato lahko pokažejo širši pogled.

Kje to vidiš

Stransko ogledalo sovoznika — tisto z opozorilom, da so predmeti bližje, kot se zdi — je izbočeno: zamenja velikost slike za širok pogled. Britvno ali ličilno zrcalo je nasprotje, vdolbeno: tvoj pokončni, povečani obraz je navidezna slika, ob pravi razdalji pa se obrne v realno, ki bi jo ujel na papirju.

Pogoste napake

Vračajoča se napaka je pozabljanje, kaj izbočena zrcala morejo in ne morejo: vedno oblikujejo navidezne, pokončne, manjše od predmeta slike — realna slika iz enega je nemogoča. In ista algebra past kot pri lečah živi tu: lega slike sledi 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ, zato zrcalo z goriščno razdaljo 10 cm s predmetom pri 20 cm slika pri 20 cm, premikanje predmeta premakne sliko.

Kako se povezuje

To je enačba tanke leče v zrcalni preobleki: identično 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ, drugačne predznačne konvencije in drugačen mehanizem — odboj namesto loma. Žarkovna optika se tu konča; interferenca in uklon, ki sledita, povsem zavržeta žarkovno sliko in obravnavata svetlobo kot val, ki je.