Tartalom
- A fény optikai tulajdonságai
- Tükröződés és reflexió
- Tükrök és lencsék által létrehozott képek
- Sík tükörképének problémája
- A sík tükrök egyéb tulajdonságai
- Pántos sík tükrök
Hogyan reagálna, ha felkérnék a sík tükrök által alkotott képek jellemzõinek leírására? Először is biztosnak kell lennie abban, hogy megérti a szóban forgó terminológiát. A „sík tükör” valami olyan, amit a kontinensközi repülés során a megjelenés ellenőrzéséhez használ, vagy valami hétköznapiabb?
A sík tükör az a tükör, amelyet valószínűleg a legjobban használtak, bár ha a közösségi média utal arra, hogy a „Szelfik” a 21. század elején nagyrészt a tényleges tükrök helyébe léptek. Ideális esetben a sík tükör egy tökéletesen sima felületről áll, torzítás nélkül, és a visszatükröző fény (a beeső fény) 100% -a visszafordul egy kiszámítható szögben.
Míg egyetlen tükör sem "tökéletes", a fizikában az ideális entitásokról szórakoztató beszélni. A síkbeli tükrök megismerése során megismerkedhet az optika általános tudományával, és megismerheti a sokféle módszer egyikét, amellyel a szemed becsaphatja téged, amikor pontosan úgy tervezik meg a munkájukat.
A fény optikai tulajdonságai
A fény, annak ellenére, hogy az idő nagy részében szinte mindenütt jelen van, egy nehéz entitás, a fizika sok dologához hasonlóan, helyesen leírható. Ezt úgy értékelheti, hogy egyszerűen megvizsgálja, hogy hány módon jelenik meg a fény nemcsak a tudományban, hanem a művészetben is. A fény áll, vagy részecskék, vagy hullámokból áll? A hullámok egy adott irányba mutatnak?
Mindenesetre az ember számára látható fény leírható úgy, hogy a λ hullámhossza kb 440 és 700 milliárd méter (10–9 m vagy nm). Mivel a fénysebesség c állandó körülbelül 3 × 108 m / s vákuumban meghatározhatja bármely fényforrás frekvenciáját ν hullámhosszától: νλ = c.
A tükrök megbeszélésekor a fényt nem kényelmesen hullámfrontokként reprezentatálni (mint amilyeneket kifelé sugároznak, miután egy nagy sziklát egy korábban lágy tóba dobtak), hanem sugarakként. Ugyanezen forrásból származó sugarak, amelyek a tükrök szomszédos részeire ütköznek, párhuzamosnak tekinthetők. Ezzel a sémával könnyű kiszámítani a sík tükörproblémáinak szögeit.
Tükröződés és reflexió
Amikor a fénysugarak fizikai felületet találnak, azok útja többféle módon megváltozhat. A sugarak lepattanhatnak a felszínről, átjuthatnak rajta, vagy mindkettő kombinációja.
Amikor a fénysugarak lepattannak egy tárgyról, ezt hívják visszaverődés, és amikor átmennek rajta és meghajolnak a folyamatban, ezt hívják fénytörés. Ez utóbbi a lencsék hatása, míg a sík (és egyéb) tükrök egyetlen problémája a visszaverődés.
A a reflexió törvénye azt állítja a sík tükörbe ülő fénysugarak beesési szöge egyenlő a visszaverődés szögével, mindkettőt a tükör felületére merőleges vonallal mérve.
Tükrök és lencsék által létrehozott képek
Amikor a tükrök és a lencsék "feldolgozzák" az őket sújtó fénysugarakat, "képeket" képeznek, amelyeket szó szerint ezek a tényezők alakítanak ki: a tárgy és a tükör (vagy a lencse középpontja) közötti távolság és a felület alakja.
Az objektívek definíció szerint több ívelt felületet tartalmaznak, miközben konvex (kifelé hajló) és homorú (befelé hajló) tükrök mindegyiket tartalmaznak; a sík tükör az itt leírtak legegyszerűbb forgatókönyve.
Ha a kép a visszatükrözött vagy a refraktált fénysugarakkal azonos oldalon van, akkor a valódi kép. Ez azt jelenti, hogy a tükrök esetében a valódi kép ugyanazon az oldalon található, mint a képet néző (lencsék esetében a másik oldalon lenne, mivel a fény inkább nem törött, hanem tükröződik ebben a beállításban). A tükör mögött (vagy egy lencse elõtt) megjelenõ képeket nevezzük virtuális képek.
Hogyan alakulhat ki egy kép a tükör mögött? Végül is lehet, hogy csak ott van szilárd beton száz mérföldre. . . oké, nem mérföld, de a fal nagyon vastag lehet. De gondolj egy pillanatra: Amikor tükörbe nézel, pontosan hol helyezkedik el az a "személy", akit látsz megjelenik vissza kell nézni a
Sík tükörképének problémája
Amint azt a fentiekben javasolt gyakorlat eredményei sugallják, a kép a tükör mögött látszik, de valójában nem. Ez tehát virtuális kép. Pontosan hol és hogyan található ez a kép?
Ha rajzol egy diagramot, amely fentről ábrázolja ezeket a helyzeteket, akkor a visszaverődés törvényét felhasználva meghatározhatja a kép helyét bármely sík-tükör esetén. Például, ha egy megfigyelő 3 méterre áll a tükörtől 45 fokos szögben, akkor a képe közvetlenül a tükör másik oldalán található. De milyen messzire?
Használja a Pitagorasz tétel ennek meghatározására. A megfigyelő és a tükör közötti 3 méteres távolság egy derékszögű háromszög, amelynek hipotenuza 3 és egyenlő oldalú s olyan, hogy s2 + s2 = 32, vagy 2s2 = 9, vagy s = 3 / √2 = 2,12 m. Ez a megfigyelő és a tükör közötti merőleges távolság, tehát a kép kétszer olyan távolságra van a megfigyelőtől, vagy 4,24 m.
A sík tükrök egyéb tulajdonságai
Amellett, hogy "valódi" és "virtuális" képeket osztunk fel, azok is lehetnek függőleges vagy fordított. Bárki, aki valaha a kanál belsejét tükörként használta, látott egy fordított kép példáját. A sík tükrök állítólag függőleges képeket hoznak létre, ám ez félrevezető vagy legalábbis hiányos leírást nyújt arról, hogy mi történik, mivel csak az y tengelyre vagy a függőleges tengelyre vonatkozik.
Ha tükörbe néz, akkor a fej teteje a szemének mögött és fölött van a tükörhöz képest, és ennek megfelelően a kép szemei közelebb és alacsonyabbak a tükörhöz (és Önhöz) képest, mint a fej hátsó része. a kép. Az ezeket a pontokat összekötő vonalak oldalról nézve azonos hosszúságúak, de térben eltérően (de szimmetrikusan) orientáltak. Így a kép jelentése fordított - de az x tengely mentén!
Pántos sík tükrök
A tudományos, ipari és háztartási felhasználású síkbeli tükrök számtalan példája között szerepelnek a csuklópántos tükrök. Ezek jó útmutatást jelentenek a sík tükröket a geometria szempontjából szabályozó, egyértelmű, de gyakran nehezen átültethető tapasztalatra.
Ha van esélye, próbáljon meg beállítani egy három tükröt (amelyeknek nincsenek csuklópántjai, de nem akadályozzák meg) a kölcsönös 60 fokos szöget orientálva, amely felülről úgy néz ki, mint egy három azonos, egymástól távolságra elhelyezett küllővel rendelkező kerékpárkerék. Ha önnek szögmérője, fényforrása és néhány kisebb tükröd van, akkor a fent ismertetett alapgeometria segítségével előrejelzéseket készíthet és tesztelhet a „tükröződésekről”.