Płaszczyzna odzwierciedla równanie, zachowanie, wykresy

704
Robert Johnston
Płaszczyzna odzwierciedla równanie, zachowanie, wykresy

Plik płaskie lustra Składają się z płaskich, wypolerowanych powierzchni, na których odbijają się przedmioty. Odbicie, które zachodzi w lustrze, nazywa się odbiciem zwierciadlanym, ponieważ fale świetlne, które na nie padają, odbijają się w tym samym kierunku.

Idealnie idealne lustro nie pochłania światła i odbija całe padające światło, niezależnie od jego natężenia, przynajmniej w zakresie światła widzialnego.

Przykładem płaskiego lusterka są samochodowe lusterka wsteczne

Pamiętaj, że światło to fala elektromagnetyczna o szerokim spektrum długości fal, z których niewielka część jest widoczna dla ludzkiego oka. Zakres ten wynosi od 400 do 700 nanometrów, gdzie jeden nanometr to 1 × 10-9 m.

W praktyce zwykłe lustra łazienkowe są dalekie od doskonałości, choć służą do codziennej pielęgnacji. Lustra te są wykonane ze szkła, do którego do dna przylega warstwa polerowanego metalu, która działa jak powierzchnia lustra..

Oprócz tego lusterka są wykorzystywane jako element przyrządów optycznych: teleskopy, mikroskopy, polarymetry, samochodowe lusterka wsteczne, peryskopy, a nawet elementy dekoracyjne..

Indeks artykułów

  • 1 Obraz obiektu utworzonego na zwierciadle płaskim
  • 2 Równanie
    • 2.1 Wyrażenia matematyczne dla zwierciadła płaskiego
  • 3 Zachowanie
    • 3.1 Kombinacje lusterek
    • 3.2 Peryskop
  • 4 wykresy
  • 5 Referencje

Obraz obiektu utworzonego w lustrze płaskim

Kiedy dwa zestawy promieni ze wspólnych punktów na obiekcie są odbijane przez lustro płaskie do oka obserwatora, odbite promienie wydają się pochodzić zza lustra, określając położenie wirtualnego obrazu..

Obraz przedmiotu, który tworzy się w lustrze płaskim charakteryzuje się:

-Będąc wirtualnym, to znaczy jest obrazem, z którego nie emanuje żadne światło, ale oko nie dostrzega różnicy.

-Jest tego samego rozmiaru co przedmiot.

-Tworzy się w tej samej odległości, za płaszczyzną lustra, w jakiej znajduje się przed nim obiekt.

-Bądź prostym obrazem, to znaczy jego orientacja jest taka sama jak obiektu, ale z symetrią spekulować, co oznacza, że ​​ich stosunek jest taki sam, jak między prawą a lewą ręką.

Ponadto obraz wytwarzany przez lustro może służyć jako obiekt dla drugiego lustra, o czym przekonamy się później. Taka jest zasada działania peryskopu, instrumentu używanego do patrzenia na obiekty, które nie są na tej samej wysokości co oczy obserwatora.

Równanie

Odbicie w zwierciadłach płaskich rządzi się bardzo prostym równaniem, zwanym prawo odbicia, co jest określone następująco:

Kąt padania promienia światła θja równa się kątowi odbicia θr.

Oba kąty są zawsze mierzone biorąc jako odniesienie normalna do powierzchni, czyli do linii prostopadłej do płaszczyzny lustra. Ponadto promień padający, promień odbity i normalna linia znajdują się na tej samej płaszczyźnie..

Wyrażenia matematyczne dla zwierciadła płaskiego

W formie matematycznej równanie jest zapisane:

θja= θr

Kiedy równoległe promienie padają na powierzchnię lustra, to samo dzieje się z promieniami odbitymi. Podobnie, każda normalna do lustra jest równoległa do innej normalnej.

W konsekwencji, jak zobaczymy poniżej, jest to odległość, w jakiej obiekt znajduje się w stosunku do powierzchni lustra reja, jest taki sam jak obraz po przeciwnej stronie relub.

W związku z tym:

|reja | = |relub|

Umieszczono słupki wartości bezwzględnej, ponieważ zgodnie z konwencją odległość obrazu wirtualnego od lustra jest ujemna, podczas gdy odległość między obiektem a lustrem jest dodatnia.

Zachowanie

Zobaczmy, jak zachowuje się płaskie lustro przed źródłem punktowym, jak płomień zapalonej świecy. Na poniższym rysunku narysowane są dwa promienie, promień 1, który jest skierowany bezpośrednio w stronę lustra i odbija się w tym samym kierunku, oraz promień 2, padający ukośnie o kącie θja i odbija się pod kątem θr.

Tworzenie obrazu rozciągniętego obiektu na zwierciadle płaskim. Źródło: Bauer, W..

Ponadto oś optyczna, który jest zdefiniowany jako normalna do płaszczyzny lustra. Ponieważ lustro jest płaskie, można do niego narysować wiele normalnych, w przeciwieństwie do zwierciadła sferycznego, w którym rysowana jest pojedyncza oś optyczna..

Przedłużając promienie za pomocą nieciągłych linii, widzimy, że przecinają się one w punkcie P ', za zwierciadłem. Od tego miejsca na odległość relub, z lustra oko obserwatora interpretuje, że pochodzi obraz płomienia.

Lustro odbija również resztę świecy, duży obiekt o skończonych rozmiarach. Każdemu jego punktowi odpowiada punkt na obrazie, wyznaczając w ten sposób dwa przystające trójkąty prostokątne, których wspólna wysokość wynosi h = h ', wysokość żagla.

W ten sposób obraz ma taką samą wysokość jak rzeczywisty obiekt i taką samą orientację. Widać również, że obiekt i jego obraz są w tej samej relacji co otwarte dłonie, patrząc od przodu.

Lustrzane kombinacje

Jak powiedzieliśmy na początku, obraz z jednego lustra może służyć jako obiekt do wytworzenia drugiego obrazu w innym lustrze..

Niech obiekt P, którego obraz P1'powstaje w lustrze 1. Obiekt P jest również odbijany w lustrze 2 i tworzy inny obraz, zwany Pdwa'.

Dodatkowo P.1„służy jako obiekt dla lustra 2 do tworzenia obrazu P3”w punkcie wskazanym na poniższym rysunku.

Połączenie lustrzane. Źródło: Sears, F. University Physics.

Również sdwa'może działać jak przedmiot, tak że lustro 1 tworzy swój obraz w tym samym miejscu co P.3”. Cóż, ta interesująca zasada jest podstawą obrazowania na przykład w teleskopach refrakcyjnych.

Peryskop

Peryskop jest często używany do obserwacji obiektów na powierzchni wody z pozycji zanurzonej i ogólnie do widzenia obiektów znajdujących się na wysokości powyżej obserwatora..

W ten sposób wydarzenia można oglądać ponad głowami tłumu. Istnieją również lornetki, które mają możliwość dodania peryskopów..

Prosty peryskop składa się z dwóch płaskich zwierciadeł, nachylonych pod kątem 45 ° w stosunku do pionu i zamontowanych w rurze..

Schemat prostego peryskopu. Źródło: F. Zapata.

Na rysunku widać, że wiązka światła pada pod kątem 45 ° w stosunku do lusterka górnego, odchylona o 90 ° i skierowana do lusterka dolnego, ponownie odchylona o 90 °, aby dotrzeć do oka obserwatora.

Wykresy

Wykresy składają się ze śledzenia promieni, aby pokazać powstawanie obrazów. Niezależnie od tego, czy są to obiekty punktowe, czy duże, aby zlokalizować obraz w lustrze, wystarczy prześledzić dwa promienie, które pochodzą z danego punktu.

Na powyższym rysunku narysowane są dwa promienie, aby określić miejsce, w którym powstaje obraz płomienia, jeden padający prostopadle do lustra, a drugi pod kątem. Obie spełniają prawo refleksji. Następnie odpowiednie odbicia zostały przedłużone, a punkt, w którym się spotykają, odpowiada punktowi, w którym powstaje obraz.

Bibliografia

  1. Bauer, W. 2011. Fizyka dla inżynierii i nauki. Tom 1. Mc Graw Hill.
  2. Giambattista, A. 2010. Fizyka. 2nd. Ed. McGraw Hill.
  3. Knight, R. 2017. Fizyka dla naukowców i inżynierii: podejście strategiczne. osoba.
  4. Rex, A. 2011. Podstawy fizyki. osoba.
  5. Sears, Zemansky. 2016. Fizyka uniwersytecka z fizyką współczesną. 14. Ed. Tom 2.

Jeszcze bez komentarzy