평면 거울의 특성

평면 거울에 의해 형성된 이미지의 특성을 설명하라는 질문을 받으면 어떻게 대답 하시겠습니까? 첫째, 당신은 플레이에서 용어를 이해하고 있는지 확인해야합니다. "비행기 거울"은 대륙 횡단 비행 중에 외모를 확인하는 데 사용하는 것입니까, 아니면 더 평범한 것입니까?

ㅏ평면 거울소셜 미디어가 어떤 표시라도하더라도 "셀카"는 대부분 21 세기 초에 실제 거울을 대체하기 위해 왔지만 아마 가장 많이 사용하는 거울입니다. 이상적으로는 평면 거울은 왜곡이없는 완벽하게 평평한 표면으로 구성되며, 반사되는 빛 (입사광)의 100 %를 예측 가능한 각도로 반사합니다.

어떤 거울도 "완벽한"것은 아니지만 물리학에서 이상적인 개체는 이야기하기 재미 있습니다. 평면 거울에 대해 배우는 과정에서 광학의 일반 과학을 맛보고 당신의 눈이 설계된대로 정확하게 일하는 과정에서 당신을 속일 수있는 많은 방법 중 하나에 대한 감각.

빛은 거의 모든 곳에 존재 함에도 불구하고 물리학의 많은 것들처럼 적절하게 설명하기 어려운 실체입니다. 과학 텍스트뿐만 아니라 예술에서 빛이 표현되는 방식의 수를 살펴보면이를 이해할 수 있습니다. 빛은 입자 또는 입자로 구성됩니까, 아니면 파도로 구성됩니까? 파도가 특정 방향을 가리키고 있습니까?

어쨌든 사람이 볼 수있는 빛은 파장 λ가 약440 및 7 억분의 1 미터​ (10^–9 m 또는 nm). 빛의 속도 이후씨약 3 × 10에서 일정합니다.⁸ m / s 진공 상태에서 모든 광원의 주파수를 결정할 수 있습니다.ν파장에서 :νλ = c​.

거울에 대해 논의 할 때, 빛을 파면 (이전에 평온한 호수에 큰 바위를 던진 후 바깥쪽으로 방사하는 것을 볼 수 있듯이)이 아니라 광선으로 표현하는 것이 편리합니다. 또한 동일한 소스에서 나오는 광선과 거울의 인접한 부분을 비추는 광선은 평행으로 취급 될 수 있습니다. 이 방식을 사용하면 평면 미러 문제와 관련된 각도를 쉽게 계산할 수 있습니다.

광선이 물리적 표면에 닿으면 경로가 여러 가지 방식으로 바뀔 수 있습니다. 광선은 표면에서 튀어 나오거나 통과하거나 둘 다의 조합 일 수 있습니다.

광선이 물체에서 반사 될 때 이것을반사, 그리고 그들이 그것을 통과하고 그 과정에서 구부러 질 때 이것을굴절. 후자는 렌즈의 작용 인 반면 평면 (및 기타) 거울의 유일한 관심사는 반사입니다.

그만큼반사의 법칙말한다평면 거울을 비추는 광선의 입사각은 반사각과 같습니다.둘 다 거울 표면에 수직 인 선을 기준으로 측정됩니다.

거울과 렌즈가 빛을 비추는 광선을 "처리"할 때 문자 그대로 다음과 같은 형태의 이미지를 "생성"합니다. 이러한 요소: 물체와 거울 (또는 렌즈 중심) 사이의 거리 및 표면의 모양.

렌즈는 정의에 따라 여러 곡면을 포함하지만볼록한(외부 곡선) 및오목한(안쪽으로 휘어진) 거울은 각각 하나를 포함합니다. 평면 거울은 여기에 언급 된 모든 것의 가장 간단한 시나리오를 나타냅니다.

형성된 이미지가 반사 또는 굴절 된 광선과 같은면에있는 경우실제 이미지. 이것은 거울의 경우 실제 이미지가 그것을 보는 사람과 같은면에 있다는 것을 의미합니다. 렌즈는 빛이 반사되지 않고 굴절되기 때문에 반대편에있을 것입니다. 환경). 거울 뒤에 (또는 렌즈 앞에) 나타나는 이미지를가상 이미지​.

어떻게 이미지가 거울 "뒤"를 형성 할 수 있습니까? 결국 수백 마일 동안 단단한 콘크리트 외에는 아무것도 없을 수 있습니다... 좋아, 마일은 아니지만 벽은 매우 두꺼울 수 있습니다. 하지만 잠시 생각해보십시오. 거울을 보면 "그 사람"이 정확히 어디에서 보입니까?나타나다당신을 돌아 보려고?

위에서 제안한 운동의 결과에서 알 수 있듯이 이미지는 거울 뒤에있는 것처럼 보이지만 실제로는 그렇지 않습니다. 따라서 가상 이미지입니다. 이 이미지는 정확히 어디에서 어떻게 "발견"됩니까?

위에서 이러한 상황을 보여주는 다이어그램을 그리면 반사의 법칙을 사용하는 평면 미러 시나리오에서 이미지의 위치를 ​​알아낼 수 있습니다. 예를 들어, 관찰자가 거울에서 45도 각도로 3m 떨어진 곳에 서 있다면, 그녀의 이미지는 거울 반대편에서 그녀의 바로 반대편에서 발견 될 것입니다. 그러나 얼마나 멀리?

사용피타고라스의 정리이것을 결정합니다. 관찰자와 거울 사이의 3 미터 거리는 빗변이 3이고 변이 같은 직각 삼각형입니다.에스그런

이것은 관찰자와 거울 사이의 수직 거리이므로 이미지는 관찰자로부터이 거리의 두 배 또는 4.24m입니다.

"실제"와 "가상"으로 구분되는 것 외에도 이미지는똑바로또는거꾸로.숟가락의 내부를 거울로 사용한 적이있는 사람은 반전 된 이미지의 예를 보았습니다. 평면 거울은 직립 이미지를 생성한다고하지만 이것은 Y 축 또는 수직축에만 적용되기 때문에 일어나는 일에 대한 오해의 소지가 있거나 적어도 불완전한 설명입니다.

거울을 들여다 보면 머리의 윗부분이 거울에 비해 눈의 뒤와 위에 있고 이에 따라 이미지의 눈은 뒷면보다 거울 (그리고 당신)에 대해 더 가깝고 낮습니다. 이미지의 머리. 측면에서 볼 때 이러한 점을 연결하는 선은 길이가 같지만 공간에서 서로 다르게 (대칭 적으로) 방향이 지정됩니다. 따라서 이미지이다반전 – 그러나 x 축을 따라!

• 평면 거울에 의해 이미지를 수평 방향으로 "뒤집는"또 다른 이유는 놓치기 쉬우거나 적어도 설명하기가 더 어려운 이유는 물리적 인 것보다 생물학적입니다. 거울을 보면 일반적으로 좌우 대칭 인 존재를 볼 수 있습니다 (즉, 수직으로 좌우 반으로 나눌 수 있습니다. 비행기). 사람들이 거울을보기 위해 고개를 옆으로 돌리는 습관이 있었다면, 거울의이 속성은 아마도 일상적인 사람의 마음에 더 확고하게 뿌리 내릴 것입니다.

과학, 산업 및 가정용 평면 거울의 수많은 예 중에는 경첩이 달린 평면 거울이 있습니다. 이것은 간단하지만 종종 기하학적 관점에서 평면 거울을 지배하는 법칙을 경험으로 해석하기 어려운 것을 보여주는 좋은 방법입니다.

기회가된다면 3 개의 거울 배열을 설정해보십시오 (경첩이 없을 수도 있지만 방해가되지는 않습니다) 서로 60도 각도로 향하고 있으며 위에서 보면 3 개의 균등 한 간격을 가진 자전거 바퀴처럼 보입니다. 스포크. 각도기, 광원 및 작은 거울이있는 경우 위에서 설명한 기본 형상을 사용하여 "만드는"반사에 대한 예측을 만들고 테스트 할 수 있습니다.