Ploché zrcadlo je nepostradatelným domácím i pracovním předmětem. Ale taková zrcadla jsou také velmi důležité optické části, které se používají při návrzích fotografických a filmových kamer, dalekohledů, laserů a dalších optických přístrojů. Podívejme se na fyzikální vlastnosti tohoto typu zrcadla.
Co je zrcadlo z fyzikálního hlediska?
Optické zrcadlo je těleso, které má leštěný povrch pravidelného tvaru, schopné odrážet světelné paprsky se stejnými úhly dopadu a odrazu a vytvářet optické obrazy předmětů (včetně světelných zdrojů).
Existují tři typy zrcadel: ploché, konvexní a konkávní. Čím více se jeho tvar a hladkost povrchu blíží ideálu, tím je zrcadlo kvalitnější. Mikrodrsnost (drsnost) odrazných ploch musí být malá ve srovnání s délkou dopadající světelné vlny.
Hlavní vlastností plochých zrcadel je jejich schopnost odrážet světlo bez jakéhokoli zkreslení a reprodukovat přirozené obrazy a velikosti předmětů.
Historie výroby zrcadel sahá mnoho staletí zpět. Zpočátku byly vyrobeny z kovů: stříbra, mědi, bronzu. Později, ve XNUMX. století, se objevila technologie skleněných zrcadel, která se začala potahovat tenkou vrstvou cínu. V současné době je tato technologie zdokonalována používáním kvalitních typů skla a naprašováním (aplikací) různých reflexních kovů (stříbro, hliník atd.).
Jak vypadá obraz v rovinném zrcadle?
Optický obraz je vizualizace (obrázek), která se získá poté, co světelné paprsky projdou optickým systémem z předmětu.
Představme si bodový zdroj světla S (svíčka nebo malá LED žárovka) stojící před zrcadlem. Uvažujme tři paprsky dopadající na zrcadlo: SA, SBA SC. Pomocí zákona odrazu světla můžete sestrojit odražené paprsky AA1, BB1 и MOP1. Tyto paprsky budou divergentní. Pokud budeme tyto paprsky pokračovat v opačném směru, protnou se v jednom bodě S1umístěný za zrcadlem. Jako by tyto paprsky vycházely z bodu S1, i když ve skutečnosti v tomto bodě není žádný zdroj světla. V tomto ohledu bod S1 nazývaný imaginární (zdánlivý) obraz bodu S.
Tento obraz je virtuální, protože není tvořen průsečíkem samotných odražených paprsků, ale jejich průsečíkem v „zrcadle“.
Skutečný obraz se získá, když po všech refrakcích a odrazech jsou světelné paprsky vycházející z jednoho bodu objektu shromážděny v jednom bodě. Vlastní obraz je vytvářen optickými přístroji (fotoaparáty, filmové projektory), které využívají spojné čočky.
Spolu s plochým zrcadlem se pomocí dalekohledu a mikroskopu získává virtuální obraz.
Jaká je velikost obrazu v rovinném zrcadle?
Odpověď na tuto otázku dá jednoduchý experiment. Pokud vezmete kus plochého hladkého skla a položíte jej svisle, získáte zrcadlo, kterým můžete pozorovat předměty za ním, protože část světla projde sklem a část se bude odrážet.
Před sklenici je umístěna zapálená svíčka. Její obraz se objeví ve skle. Za sklem, kde vidíme obraz, je umístěna další svíčka, úplně stejná, ale nezapálená. Pokud je tato svíčka umístěna v místě, kde se nachází obraz, bude se zdát, že svítí. V důsledku toho skutečná, zhasnutá svíčka dopadla přesně na místo imaginárního obrazu.
Změřením dvou vzdáleností ke sklenici – od svíčky a od jejího obrázku se ujistíme, že jsou stejné. Protože jsou velikosti svíček navzájem stejné, znamená to, že velikost obrazu v rovinném zrcadle je rovna velikosti původního předmětu.
V důsledku toho se při odrazu rovinné zrcadlo ani nezmenšuje, ani nezvětšuje velikost objektů.
Podívejte se na sebe v obyčejném domácím zrcadle. Když máváte pravou rukou, uvidíte, jak váš odraz mává levou rukou. Navíc se vaše pravé ucho v zrcadle stalo „levým“ atd. Přitom ve vertikálním směru odraz nechal vše na svém místě. V zrcadle tedy nevidíme přesnou kopii předmětu, ale jeho zrcadlově symetrický odraz.
co jsme se naučili?
Takže jsme se dozvěděli, že zrcadla jsou plochá, konvexní a konkávní. Ploché zrcadlo odráží dopadající světlo prakticky bez zkreslení a vytváří obrazy předmětů, které se neliší od těch původních. Virtuální obraz v zrcadle je umístěn symetricky vzhledem k povrchu zrcadla.
