Dựng ảnh của một vật trong gương phẳng. Một

Gương có bề mặt là một mặt phẳng được gọi là gương phẳng. Gương cầu và gương parabol có dạng bề mặt khác nhau. Chúng tôi sẽ không nghiên cứu gương cong. Trong cuộc sống hàng ngày, gương phẳng thường được sử dụng nhiều nhất, vì vậy chúng ta sẽ chú trọng đến chúng.

Khi một vật ở trước gương, dường như có cùng một vật ở sau gương. Những gì chúng ta nhìn thấy sau gương được gọi là ảnh của vật.

Tại sao chúng ta nhìn thấy một đối tượng mà nó không thực sự ở đó?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta hãy tìm hiểu làm thế nào một ảnh xuất hiện trong gương phẳng. Cho điểm sáng S ở phía trước gương (Hình 79). Trong tất cả các tia tới từ điểm này trên gương, ta chọn cho đơn giản 3 tia: SO, SO 1 và SO 2. Mỗi tia trong số này bị phản xạ khỏi gương theo quy luật phản xạ ánh sáng, tức là ở cùng một góc mà nó rơi vào gương. Sau khi phản xạ, các tia này đi vào mắt người quan sát thành chùm phân kì. Nếu ta tiếp tục cho các tia phản xạ trở lại, ra ngoài gương, thì chúng sẽ hội tụ tại một điểm S 1 nào đó. Điểm này là ảnh của điểm S. Tại đây người quan sát sẽ nhìn thấy nguồn sáng.

Ảnh S 1 được gọi là ảnh ảo, vì ảnh thu được là kết quả của sự giao nhau không phải của các tia sáng thực, không nằm sau gương, mà là các phần mở rộng tưởng tượng của chúng. (Nếu hình ảnh này thu được như là một điểm giao nhau của các tia sáng thực thì nó sẽ được gọi là thực.)

Vì vậy, ảnh trong gương phẳng luôn là ảnh ảo. Do đó, khi bạn nhìn vào gương, bạn thấy trước mặt bạn không phải là thực, mà là một hình ảnh tưởng tượng. Sử dụng các tiêu chí cho sự bằng nhau của các tam giác (xem Hình 79), chúng ta có thể chứng minh rằng S1O = OS. Điều này có nghĩa là ảnh trong gương phẳng ở cùng khoảng cách với nó so với nguồn sáng ở phía trước nó.

Hãy lần lượt trải nghiệm. Đặt một miếng kính phẳng trên bàn. Kính phản chiếu một phần ánh sáng, và do đó kính có thể được dùng làm gương. Nhưng vì thủy tinh trong suốt, chúng ta có thể nhìn thấy những gì đằng sau nó cùng một lúc. Hãy đặt một ngọn nến thắp sáng trước tấm kính (Hình 80). Hình ảnh tưởng tượng của nó sẽ xuất hiện sau tấm kính (nếu bạn đặt một mảnh giấy vào hình ảnh ngọn lửa, thì tất nhiên, nó sẽ không sáng lên).

Hãy đặt ở phía bên kia của tấm kính (nơi chúng ta nhìn thấy hình ảnh) cùng một ngọn nến, nhưng không được thắp sáng và bắt đầu di chuyển nó cho đến khi nó thẳng hàng với hình ảnh thu được trước đó (trong trường hợp này, nó có vẻ như đang sáng). Bây giờ chúng ta hãy đo khoảng cách từ ngọn nến thắp sáng đến tấm kính và từ tấm kính đến hình ảnh của nó. Các khoảng cách này sẽ giống nhau.
Kinh nghiệm cũng cho thấy chiều cao của hình nến bằng chiều cao của chính cây nến đó.

Tóm lại, ta có thể nói rằng ảnh của một vật trong gương phẳng luôn là: 1) ảo; 2) thẳng, tức là không đảo ngược; 3) có kích thước bằng với bản thân vật thể đó; 4) nằm ở phía sau gương cùng khoảng cách với vật ở phía trước nó. Nói cách khác, ảnh của một vật trong gương phẳng đối xứng với vật so với mặt phẳng của gương.

Hình 81 cho thấy cấu tạo của ảnh trong gương phẳng. Cho vật có dạng mũi tên AB. Để xây dựng hình ảnh của nó, bạn nên:

1) hạ đường vuông góc từ điểm A đến gương và kéo dài nó ra sau gương một khoảng chính xác, đánh dấu điểm A 1;

2) hạ đường vuông góc từ điểm B xuống gương và kéo dài nó ra sau gương một khoảng chính xác, đánh dấu điểm B 1;

3) nối các điểm A 1 và B 1.

Đoạn A 1 B 1 thu được sẽ là ảnh ảo của mũi tên AB.

Thoạt nhìn, không có sự khác biệt giữa một vật và ảnh của nó trong gương phẳng. Tuy nhiên, không phải vậy. Nhìn vào hình ảnh bàn tay phải của bạn trong gương. Bạn sẽ thấy rằng các ngón tay trong hình ảnh này được đặt ở vị trí như thể bàn tay này đang ở bên trái. Đây không phải là một sự tình cờ: hình ảnh phản chiếu luôn thay đổi từ phải sang trái và ngược lại.

Không phải ai cũng thích sự khác biệt giữa bên phải và bên trái. Một số người yêu thích sự đối xứng thậm chí còn cố gắng viết các tác phẩm văn học của họ để chúng được đọc theo cùng một cách cả từ trái sang phải và từ phải sang trái (các cụm từ xoay vòng như vậy được gọi là palindromes), ví dụ: “Ném băng cho ngựa vằn, hải ly, người cho vay nặng lãi. ”

Điều thú vị là động vật phản ứng khác với hình ảnh của chúng trong gương: một số không nhận thấy điều đó, một số khác lại gây tò mò rõ ràng. Nó là mối quan tâm lớn nhất của khỉ. Khi một chiếc gương lớn được treo trên tường ở một trong những khu đất trống dành cho khỉ, tất cả cư dân của nó đều tập trung xung quanh nó. Những con khỉ không rời gương, nhìn vào hình ảnh của chúng, suốt cả ngày. Và chỉ khi món ăn yêu thích của chúng được mang đến cho chúng, những con vật đói mới chịu đi theo tiếng gọi của người thợ. Nhưng, như một trong những người quan sát vườn thú sau đó cho biết, sau khi bước vài bước khỏi gương, họ đột nhiên nhận thấy những người đồng đội mới của họ từ "qua kính nhìn" cũng đang rời đi! Nỗi sợ hãi về việc không gặp lại chúng trở nên cao đến mức những con khỉ, từ chối thức ăn, quay trở lại gương. Cuối cùng, chiếc gương đã phải bỏ đi.

Gương có vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người, chúng được sử dụng cả trong cuộc sống hàng ngày và công nghệ.

Thu nhận hình ảnh bằng gương phẳng có thể được sử dụng, chẳng hạn như trong kính tiềm vọng(từ tiếng Hy Lạp "periscopeo" - Tôi nhìn xung quanh, tôi nhìn xung quanh) - một thiết bị quang học được sử dụng để quan sát từ xe tăng, tàu ngầm và các nơi trú ẩn khác nhau (Hình 82).

Một chùm tia tới song song trên gương phẳng vẫn song song ngay cả sau khi phản xạ (Hình 83, a). Chính sự phản xạ này được gọi là phản xạ gương. Nhưng bên cạnh phản xạ đầu cơ, còn có một loại phản xạ khác, khi một chùm tia song song tới trên bất kỳ bề mặt nào, sau khi phản xạ, bị tán xạ bởi các vi thấu của nó theo mọi hướng có thể (Hình 83, b). Sự phản xạ như vậy được gọi là sự khuếch tán ", nó được tạo ra bởi các bề mặt không nhẵn, thô và mờ của các vật thể. Nhờ sự phản xạ khuếch tán của ánh sáng mà các vật thể xung quanh chúng ta có thể nhìn thấy được.

1. Sự khác nhau giữa gương phẳng và gương cầu? 2. Trong trường hợp nào thì ảnh được gọi là ảnh ảo? có giá trị? 3. Mô tả ảnh trong gương phẳng. 4. Sự khác nhau giữa phản xạ nhỏ và phản xạ khuếch tán? 5. Chúng ta sẽ nhìn thấy gì xung quanh nếu tất cả các vật thể đột nhiên bắt đầu phản xạ ánh sáng không phải là khuếch tán mà là phản xạ đặc trưng? 6. Kính tiềm vọng là gì? Nó được sắp xếp như thế nào? 7. Sử dụng hình 79, chứng minh rằng ảnh của một điểm trong gương phẳng ở cùng một khoảng cách từ gương với điểm đã cho nằm trước nó.

Nhiệm vụ thực nghiệm.Đứng ở nhà trước gương. Bản chất của hình ảnh mà bạn nhìn thấy có khớp với những gì được mô tả trong sách giáo khoa không? Trái tim của bạn ở phía nào của gương? Lùi lại trước gương một hoặc hai bước. Điều gì đã xảy ra với hình ảnh? Khoảng cách của nó từ gương đã thay đổi như thế nào? Điều này có làm thay đổi chiều cao của hình ảnh không?

Cấu tạo của ảnh trong gương và đặc điểm của chúng.

Có thể dựng ảnh của điểm A bất kỳ của vật trong gương cầu bằng cặp tia chuẩn nào: 2,6 - 2,9

2) chùm tia đi qua tiêu điểm, sau khi phản xạ, sẽ đi song song với trục quang học mà tiêu điểm này nằm trên đó;

4) Chùm tia tới trên cực của gương, sau khi phản xạ khỏi gương, đi đối xứng với trục chính (AB = VM)

Hãy xem xét một vài ví dụ về việc tạo ảnh trong gương cầu lõm:

2) Vật nằm cách gương một khoảng bằng bán kính cong của gương. Ảnh là ảnh thật, có kích thước bằng với kích thước của vật, ngược chiều, nằm ngay dưới vật (Hình 2.11).

Cơm. 2,12

3) Vật nằm giữa tiêu điểm và điểm cực của gương. Hình ảnh - tưởng tượng, phóng to, trực tiếp (Hình 2.12)

Công thức Gương

Hãy tìm mối liên hệ giữa đặc tính quang học và các khoảng cách xác định vị trí của vật và ảnh của nó.

Gọi vật là điểm A nào đó nằm trên quang trục. Sử dụng định luật phản xạ ánh sáng, chúng ta sẽ xây dựng hình ảnh của điểm này (Hình 2.13).

Hãy biểu thị khoảng cách từ vật đến cực của gương (AO), và từ cực đến ảnh (OA ¢).

Xét tam giác APC, ta được

Từ tam giác APA ¢, ta được . Chúng tôi loại trừ các biểu thức này khỏi góc, vì góc duy nhất không dựa vào OR.

, hoặc

(2.3)

Các góc b, q, g dựa trên OR. Để các chùm đang xét là paraxial, khi đó các góc này nhỏ và do đó, giá trị của chúng tính bằng radian bằng tiếp tuyến của các góc này:

; ; , trong đó R = OC, là bán kính cong của gương.

Chúng tôi thay thế các biểu thức thu được vào phương trình (2.3)

Vì chúng ta đã phát hiện ra trước đó rằng tiêu cự liên quan đến bán kính cong của gương, nên

(2.4)

Biểu thức (2.4) được gọi là công thức đối chiếu, chỉ được sử dụng với quy tắc dấu:

Khoảng cách, được coi là dương nếu chúng được tính dọc theo chùm tia, và âm nếu ngược lại.

gương lồi.

Hãy xem xét một số ví dụ về cấu tạo của ảnh trong gương cầu lồi.

2) Vật nằm cách vật một khoảng bằng bán kính cong. Hình ảnh là ảo, thu nhỏ, trực tiếp (Hình 2.15)

Tiêu điểm của gương cầu lồi là tiêu điểm. Công thức gương cầu lồi

.

Quy tắc dấu đối với d và f không đổi như đối với gương cầu lõm.

Độ phóng đại tuyến tính của một đối tượng được xác định bằng tỷ số giữa chiều cao của ảnh với chiều cao của chính đối tượng.

. (2.5)

Như vậy, không phụ thuộc vào vị trí của vật so với gương cầu lồi, ảnh luôn là ảo, trực tiếp, thu nhỏ và nằm sau gương. Trong khi ảnh trong gương cầu lõm đa dạng hơn, chúng phụ thuộc vào vị trí của vật so với gương. Vì vậy, gương cầu lõm được sử dụng thường xuyên hơn.

Sau khi xem xét các nguyên tắc của hình ảnh trong các loại gương khác nhau, chúng tôi đã hiểu được hoạt động của các dụng cụ khác nhau như kính viễn vọng thiên văn và gương phóng đại trong các dụng cụ thẩm mỹ và thực hành y tế, chúng tôi có thể tự thiết kế một số dụng cụ.

Khi dựng ảnh của một điểm bất kỳ thuộc nguồn, không cần xét nhiều tia. Để làm điều này, nó là đủ để xây dựng hai dầm; giao điểm của chúng sẽ xác định vị trí của hình ảnh. Cách thuận tiện nhất là dựng các tia đó, quá trình này rất dễ theo dõi. Đường đi của các tia này trong trường hợp phản xạ từ gương được thể hiện trong Hình. 213.

Cơm. 213. Các kỹ thuật khác nhau để dựng ảnh trong gương cầu lõm

Chùm 1 đi qua tâm gương và do đó pháp tuyến đối với mặt gương. Chùm tia này quay trở lại sau khi phản xạ trở lại chính xác dọc theo trục quang học thứ cấp hoặc chính.

Chùm tia 2 song song với quang trục chính của gương. Chùm sáng này sau khi phản xạ sẽ đi qua tiêu điểm của gương.

Chùm 3, truyền từ điểm của vật qua tiêu điểm của gương. Sau khi phản xạ khỏi gương, nó đi song song với trục chính.

Chùm 4, tới trên gương tại cực của nó, sẽ bị phản xạ ngược đối xứng so với trục quang học chính. Để xây dựng một hình ảnh, bạn có thể sử dụng bất kỳ cặp tia này.

Sau khi xây dựng hình ảnh của một số điểm đủ của một vật thể mở rộng, người ta có thể có được một ý tưởng về vị trí của hình ảnh của toàn bộ vật thể. Trong trường hợp của một hình dạng vật thể đơn giản được hiển thị trong Hình. 213 (một đoạn thẳng vuông góc với trục chính), chỉ cần dựng một điểm trên ảnh là đủ. Một số trường hợp phức tạp hơn được xem xét trong các bài tập.

Trên hình. 210 đã cho cấu trúc hình học của ảnh đối với các vị trí khác nhau của vật thể trước gương. Cơm. 210, trong - vật được đặt giữa gương và tiêu điểm - minh họa việc tạo ảnh ảo bằng cách tiếp tục các tia phía sau gương.

Cơm. 214. Dựng ảnh trong gương cầu lồi.

Trên hình. 214 đưa ra một ví dụ về dựng ảnh trong gương cầu lồi. Như đã đề cập trước đó, trong trường hợp này, ảnh ảo luôn thu được.

Để dựng ảnh trong thấu kính của một điểm bất kỳ của vật, cũng như khi dựng ảnh trong gương, chỉ cần tìm được giao điểm của hai tia bất kỳ phát ra từ điểm này là đủ. Việc xây dựng đơn giản nhất được thực hiện bằng cách sử dụng các tia được hiển thị trong Hình. 215.

Cơm. 215. Các kỹ thuật khác nhau để xây dựng hình ảnh trong ống kính

Chùm 1 đi dọc theo quang trục thứ cấp mà không đổi hướng.

Chùm 2 rơi trên thấu kính song song với trục chính; khúc xạ, chùm sáng này đi qua tiêu điểm sau.

Chùm 3 đi qua tiêu điểm phía trước; bị khúc xạ, chùm tia này đi song song với quang trục chính.

Việc xây dựng các tia này được thực hiện mà không gặp bất kỳ khó khăn nào. Bất kỳ tia nào khác đến từ điểm này sẽ khó tạo ra hơn nhiều - người ta sẽ phải trực tiếp sử dụng định luật khúc xạ. Nhưng điều này là không cần thiết, vì sau khi xây dựng xong, bất kỳ tia khúc xạ nào cũng sẽ đi qua điểm đó.

Cần lưu ý rằng khi giải bài toán dựng ảnh của các điểm ngoài trục, không nhất thiết các cặp tia đơn giản nhất đã chọn phải thực sự đi qua thấu kính (hoặc gương). Trong nhiều trường hợp, ví dụ, khi chụp ảnh, vật thể lớn hơn nhiều so với thấu kính, và các tia 2 và 3 (Hình 216) không đi qua thấu kính. Tuy nhiên, những tia này có thể được sử dụng để xây dựng một hình ảnh. Chùm tia thực u liên quan đến sự tạo thành ảnh bị giới hạn bởi khung của thấu kính (hình nón bóng mờ), nhưng tất nhiên hội tụ tại cùng một điểm, vì người ta chứng minh rằng khi khúc xạ trong thấu kính, ảnh của a nguồn điểm lại là một điểm.

Cơm. 216. Dựng ảnh trong trường hợp vật lớn hơn thấu kính rất nhiều

Chúng ta hãy xem xét một số trường hợp điển hình của một ảnh trong thấu kính. Ta sẽ coi thấu kính là thấu kính hội tụ.

1. Vật ở cách thấu kính, ở khoảng cách lớn hơn hai lần tiêu cự. Đây thường là vị trí của đối tượng khi chụp ảnh.

Cơm. 217. Dựng ảnh trong thấu kính khi vật ở sau tiêu cự gấp đôi

Việc xây dựng hình ảnh được đưa ra trong hình. 217. Kể từ đó theo công thức thấu kính (89,6)

,

tức là ảnh nằm giữa tiêu điểm sau và một thấu kính mỏng có tiêu cự gấp đôi tiêu cự tính từ quang tâm của thấu kính. Hình ảnh bị đảo ngược (đảo ngược) và thu nhỏ, vì theo công thức phóng đại

2. Chúng ta lưu ý một trường hợp đặc biệt quan trọng khi một chùm tia song song với trục chính nào đó rơi vào thấu kính. Một trường hợp tương tự xảy ra, chẳng hạn, khi chụp ảnh các vật thể mở rộng ở rất xa. Việc xây dựng hình ảnh được đưa ra trong hình. 218.

Trong trường hợp này, ảnh nằm trên trục quang học thứ cấp tương ứng, tại giao điểm của nó với tiêu diện phía sau (cái gọi là mặt phẳng vuông góc với trục chính và đi qua tiêu điểm sau của thấu kính).

Cơm. 218. Dựng ảnh trong trường hợp chùm tia song song với quang trục chính rơi vào thấu kính.

Các điểm của mặt phẳng tiêu điểm thường được gọi là tiêu điểm của các trục phụ tương ứng, bỏ tên tiêu điểm chính sau điểm ứng với trục chính.

Khoảng cách lấy nét từ trục quang học chính của thấu kính và góc giữa trục phụ đang xét và trục chính rõ ràng có quan hệ với nhau theo công thức (Hình 218)

3. Đối tượng nằm giữa một điểm ở tiêu cự gấp đôi tiêu điểm và tiêu điểm phía trước - vị trí bình thường của đối tượng khi được chiếu bằng đèn chiếu. Để nghiên cứu trường hợp này, chỉ cần sử dụng đặc tính về khả năng đảo ngược của hình ảnh trong ống kính. Chúng ta sẽ xem xét nguồn (xem Hình 217), sau đó nó sẽ là một hình ảnh. Dễ dàng nhận thấy rằng trong trường hợp đang xét, ảnh bị ngược, được phóng to và nằm cách thấu kính một khoảng lớn hơn hai lần tiêu cự.

Điều hữu ích là lưu ý trường hợp cụ thể khi đối tượng ở khoảng cách bằng hai lần tiêu cự so với ống kính, tức là. Sau đó, theo công thức thấu kính

,

tức là, hình ảnh cũng nằm ở tiêu cự gấp đôi tiêu cự so với thấu kính. Hình ảnh trong trường hợp này bị đảo ngược. Để tăng, chúng tôi nhận thấy

tức là hình ảnh có cùng kích thước với chủ thể.

4. Có tầm quan trọng lớn là trường hợp đặc biệt khi nguồn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục chính của thấu kính và đi qua tiêu điểm phía trước.

Mặt phẳng này cũng là mặt phẳng tiêu điểm; nó được gọi là mặt phẳng tiêu điểm trước. Nếu nguồn điểm được đặt tại bất kỳ điểm nào của mặt phẳng tiêu điểm, tức là ở một trong các tiêu điểm phía trước, thì một chùm tia song song ló ra khỏi thấu kính, hướng dọc theo trục quang học tương ứng (Hình 219). Góc giữa trục này và trục chính và khoảng cách từ nguồn đến trục được liên hệ bởi công thức

5. Đối tượng nằm giữa tiêu điểm phía trước và ống kính, tức là. Trong trường hợp này, hình ảnh là trực tiếp và tưởng tượng.

Việc xây dựng hình ảnh trong trường hợp này được đưa ra trong Hình. 220. Kể từ đó, để tăng lên, chúng tôi có

tức là hình ảnh được phóng to. Chúng ta sẽ trở lại trường hợp này khi xem xét vòng lặp.

Cơm. 219. Nguồn và nằm trong tiêu diện phía trước. (Chùm tia ló ra khỏi thấu kính song song với trục phụ đi qua điểm nguồn)

Cơm. 220. Dựng ảnh trong trường hợp vật nằm giữa tiêu điểm trước và thấu kính

6. Dựng ảnh cho thấu kính phân kỳ (Hình 221).

Ảnh trong thấu kính phân kì luôn là ảnh ảo và trực tiếp. Cuối cùng, kể từ đó, hình ảnh luôn bị giảm.

Cơm. 221. Dựng ảnh trong thấu kính phân kì

Lưu ý rằng đối với tất cả các cấu tạo của tia đi qua một thấu kính mỏng, chúng ta có thể không xem xét đường đi của chúng bên trong thấu kính. Điều quan trọng là phải biết vị trí của tâm quang học và các tiêu điểm chính. Do đó, một thấu kính mỏng có thể được biểu diễn bằng một mặt phẳng đi qua quang tâm vuông góc với trục chính, trên đó cần đánh dấu vị trí của các tiêu điểm chính. Máy bay này được gọi là máy bay chính. Rõ ràng là chùm tia đi vào thấu kính và đi qua cùng một điểm của mặt phẳng chính (Hình 222, a). Nếu chúng ta giữ các đường viền của thấu kính trong hình vẽ, thì chỉ để tạo ra sự khác biệt trực quan giữa thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ; Tuy nhiên, đối với tất cả các công trình, những phác thảo này là thừa. Đôi khi, để bản vẽ đơn giản hơn, thay vì đường viền của ống kính, một hình ảnh tượng trưng được sử dụng, được hiển thị trong Hình. 222b.

Cơm. 222. a) Thay thấu kính bằng mặt phẳng chính; b) ảnh tượng trưng của thấu kính hội tụ (trái) và thấu kính phân kỳ (phải); c) thay thế gương bằng mặt phẳng chính

Tương tự, gương cầu có thể được biểu diễn bằng mặt phẳng chính tiếp xúc với mặt cầu tại cực của gương, cho biết trên trục chính vị trí của tâm cầu và tiêu điểm chính. Vị trí cho biết chúng ta đang xử lý gương lõm (thu) hay gương lồi (khuếch tán) (Hình. 222, c).

gương phẳng là một bề mặt phẳng phản xạ ánh sáng một cách đặc sắc.

Việc xây dựng hình ảnh trong gương dựa trên quy luật truyền thẳng và phản xạ ánh sáng.

Hãy xây dựng hình ảnh của một nguồn điểm S(Hình 16.10). Ánh sáng truyền từ nguồn theo mọi hướng. Một chùm ánh sáng rơi vào gương SAB, và hình ảnh được tạo ra bởi toàn bộ chùm sáng. Nhưng để xây dựng một hình ảnh, chỉ cần lấy hai tia bất kỳ từ chùm tia này là đủ. VÌ THẾ và SC. cá đuối VÌ THẾ rơi vuông góc với bề mặt của gương AB(góc tới là 0), vì vậy phản xạ sẽ đi theo hướng ngược lại Hệ điều hành. cá đuối SCđược phản chiếu ở góc \ (~ \ gamma = \ alpha \). chùm phản xạ Hệ điều hành và SC phân kì và không cắt nhau nhưng nếu lọt vào mắt người thì người đó sẽ thấy ảnh S 1 là giao điểm. sự tiếp nối tia phản xạ.

Ảnh thu được tại giao điểm của các tia phản xạ (hoặc khúc xạ) được gọi là hình ảnh thực tế.

Hình ảnh thu được khi đi qua không phải bản thân các tia phản xạ (hoặc khúc xạ) mà là sự liên tục của chúng, được gọi là hình ảnh tưởng tượng.

Như vậy, trong gương phẳng, ảnh luôn là ảnh ảo.

Nó có thể được chứng minh (xem xét các tam giác SOC và S 1 OC) mà khoảng cách VÌ THẾ= S 1 O, tức là ảnh của điểm S 1 nằm cách gương cùng khoảng cách với chính điểm S. Sau đó, để dựng ảnh của một điểm trong gương phẳng thì chỉ cần hạ góc vuông góc từ điểm này xuống mặt phẳng là đủ. gương và tiếp tục nó ở cùng một khoảng cách ngoài gương (Hình 16.11).

Khi dựng ảnh của một vật thể, vật thể sau được biểu diễn như một tập hợp các nguồn sáng điểm. Do đó, chỉ cần tìm ảnh của các điểm cực viễn của vật là đủ.

Ảnh A 1 B 1 (Hình 16.12) của vật AB trong gương phẳng luôn là ảnh ảo, thẳng, cùng chiều với vật và đối xứng với gương.

Bất kỳ bề mặt phản chiếu nào trong quá trình vật lý học thường được gọi là gương. Xét hai hình dạng hình học của gương:

• bằng phẳng
• hình cầu

- một bề mặt phản chiếu, hình dạng của nó là một mặt phẳng. Việc xây dựng hình ảnh trong gương phẳng dựa trên, trong trường hợp chung, thậm chí có thể được đơn giản hóa (Hình 1).

Cơm. 1. Gương phẳng

Gọi nguồn trong ví dụ của chúng ta là điểm A (nguồn sáng điểm). Tia từ một nguồn lan truyền theo mọi hướng. Để tìm vị trí của hình, chỉ cần phân tích phương trình của hai tia bất kỳ và tìm giao điểm của chúng bằng cách dựng hình là đủ. Chùm tia thứ nhất (1) sẽ được phóng theo một góc bất kỳ so với mặt phẳng của gương, và theo đó, chuyển động xa hơn của nó sẽ ở một góc phản xạ bằng góc tới. Chùm tia thứ hai (2) cũng có thể được phóng đi ở bất kỳ góc nào, nhưng vẽ nó vuông góc với bề mặt sẽ dễ dàng hơn, bởi vì, trong trường hợp này, nó sẽ không bị khúc xạ. Phần mở rộng của tia 1 và tia 2 hội tụ tại điểm B, trong trường hợp của chúng ta, điểm này là điểm A (ảo) (Hình 1.1).

Tuy nhiên, các tam giác thu được trong Hình 1.1 là giống nhau (ở hai góc và cạnh chung), khi đó theo quy tắc để dựng ảnh trong gương phẳng, chúng ta có thể lấy: Khi dựng ảnh trong gương phẳng, phải từ nguồn A hạ thấp phương vuông góc với mặt phẳng của gương, rồi tiếp tục vuông góc với cùng độ dài trên mặt kia của gương.(Hình 1.2) .

Hãy sử dụng logic này (Hình 2).

Cơm. 2. Ví dụ về cấu tạo trong gương phẳng

Trong trường hợp vật thể không phải là chất điểm, điều quan trọng cần nhớ là hình dạng của vật thể trong gương phẳng không thay đổi. Nếu chúng ta tính đến rằng bất kỳ đối tượng nào thực sự bao gồm các điểm, thì, trong trường hợp chung, cần phải phản ánh từng điểm. Trong một phiên bản đơn giản hóa (ví dụ: một đoạn hoặc một hình đơn giản), bạn có thể phản ánh các điểm cực trị, rồi nối chúng bằng các đường thẳng (Hình 3). Trong trường hợp này, AB là vật, A’B ’là ảnh.

Cơm. 3. Cấu tạo của một vật trong gương phẳng

Chúng tôi cũng đã giới thiệu một khái niệm mới nguồn sáng điểm là một nguồn có kích thước có thể bị bỏ qua trong vấn đề của chúng tôi.

- bề mặt phản chiếu, hình dạng của nó là một phần của hình cầu. Logic tìm kiếm hình ảnh giống nhau - để tìm hai tia đến từ nguồn, giao điểm của chúng (hoặc sự liên tục của chúng) sẽ cho hình ảnh mong muốn. Trên thực tế, đối với một vật thể hình cầu có ba tia khá đơn giản, có thể dễ dàng dự đoán được sự khúc xạ của chúng (Hình 4). Hãy trở thành một nguồn sáng điểm.

Cơm. 4. Gương cầu

Đầu tiên, chúng ta hãy giới thiệu về đường đặc tính và các điểm của gương cầu. Điểm 4 được gọi là quang tâm của gương cầu.Điểm này là tâm hình học của hệ thống. Dòng 5 - trục quang học chính của gương cầu- đường thẳng đi qua quang tâm của gương cầu và vuông góc với tiếp tuyến của gương tại điểm này. Chấm F — tiêu điểm của một gương cầu, có các thuộc tính đặc biệt (sẽ nói thêm về điều đó ở phần sau).

Sau đó, có ba đường đi tia đủ đơn giản để xem xét:

1. màu xanh da trời. Chùm tia đi qua tiêu điểm, phản xạ từ gương, đi song song với trục quang học chính (tính chất tiêu điểm),
2. màu xanh lá. Chùm tia tới trên quang tâm chính của gương cầu bị phản xạ theo một góc (),
3. màu đỏ. Một chùm tia truyền song song với quang trục chính, sau khi khúc xạ, đi qua tiêu điểm (tính chất tiêu điểm).

Chúng ta chọn hai tia bất kỳ và giao điểm của chúng cho ảnh của đối tượng của chúng ta ().

Tiêu điểm- một điểm có điều kiện trên trục chính, tại đó tia phản xạ từ gương cầu hội tụ song song với trục chính.

Đối với một gương cầu tiêu cự(khoảng cách từ quang tâm của gương đến tiêu điểm) là một khái niệm hình học thuần túy và thông số này có thể được tìm thấy thông qua mối quan hệ:

Sự kết luận: đối với gương, loại phổ biến nhất được sử dụng. Đối với gương phẳng, có một sự đơn giản hóa cho hình ảnh (Hình 1.2). Đối với gương cầu, có ba đường đi của chùm tia, hai đường đi bất kỳ sẽ cho ảnh (Hình 4).

Gương cầu phẳng cập nhật: ngày 9 tháng 9 năm 2017 bởi: Ivan Ivanovich