Kaip atsakytumėte, jei paprašytumėte apibūdinti plokštuminių veidrodžių formuojamų vaizdų savybes? Pirma, turėtumėte būti tikri, kad suprantate žaidžiamą terminologiją. Ar „lėktuvo veidrodis“ yra kažkas, kurį naudojate tikrindami savo išvaizdą tarpžemyninio skrydžio metu, ar tai kažkas žemiškesnio?
Aplokštuminis veidrodisyra toks veidrodis, kurį tikriausiai esate įpratęs naudoti, nors, jei socialinė žiniasklaida yra kokia nors nuoroda, XXI amžiaus pradžioje „asmenukės“ iš esmės pakeitė tikrus veidrodžius. Idealiu atveju plokščias veidrodis susideda iš visiškai plokščio paviršiaus, kuriame nėra iškraipymų, ir 100% jį (krintančią šviesą) trenkiančios šviesos atmuša nuspėjamu kampu.
Nors nė vienas veidrodis nėra „tobulas“, apie idealias fizikos esybes yra smagu kalbėti. Mokydamiesi apie plokštuminius veidrodžius, galėsite paragauti bendro optikos mokslo ir a vieno iš daugelio būdų, kuriais jūsų akys gali jus apgauti, atlikdami savo darbą tiksliai taip, kaip numatyta, prasmė.
Šviesos optinės savybės
Šviesa, nepaisant to, kad daug laiko yra beveik visur, yra sunkiai aprašoma esybė, kaip ir daugelis dalykų fizikoje. Tai galite įvertinti paprasčiausiai pažiūrėję į tai, kaip šviesa vaizduojama ne tik mokslo tekstuose, bet ir mene. Ar šviesa susideda iš dalelių, ar iš bangų? Ar bangos nukreiptos tam tikra kryptimi?
Bet kokiu atveju žmonėms matomą šviesą galima apibūdinti kaip bangos ilgį λ tarp maždaug440 ir 700 milijardų metro (10–9 m arba nm). Nuo šviesos greičiocyra pastovi maždaug 3 × 108 m / s vakuume, galite nustatyti bet kurio šviesos šaltinio dažnįνnuo jo bangos ilgio:νλ = c.
Aptariant veidrodžius, patogu šviesą pavaizduoti ne kaip bangų priekius (kaip matytumėt spinduliuojančius į išorę išmetus didelę uolą į anksčiau ramiai stovėjusį ežerą), bet kaip spindulius. Be to, iš to paties šaltinio sklindantys spinduliai ir smogiančios gretimos veidrodžių dalys gali būti traktuojamos kaip lygiagrečios. Naudojant šią schemą, lengva apskaičiuoti kampus, susijusius su plokščių veidrodžių problemomis.
Refleksija ir lūžis
Kai šviesos spinduliai patenka į fizinį paviršių, jų kelias gali pasikeisti įvairiais būdais. Spinduliai gali atšokti nuo paviršiaus, prasiskverbti pro jį ar kai kuriuos jų derinius.
Kai šviesos spinduliai atšoka nuo objekto, tai vadinamaatspindys, ir kai jie praeina pro jį ir yra sulenkti procese, tai vadinamarefrakcija. Pastarasis yra lęšių veikimas, o vienintelis rūpestis dėl plokštuminių (ir kitų) veidrodžių yra atspindys.
Theapmąstymų dėsnisteigia, kadį plokštuminį veidrodį atsitrenkiančių šviesos spindulių kritimo kampas yra lygus atspindžio kampui,matuojant abu veidrodžio paviršiui statmenos linijos atžvilgiu.
Vaizdai, suformuoti pagal veidrodžius ir lęšius
Kai veidrodžiai ir lęšiai „apdoroja“ juos skleidžiančius šviesos spindulius, jie „sukuria“ vaizdus, kuriuos tiesiogine forma formuoja šie veiksniai: atstumas tarp objekto ir veidrodžio (arba lęšio centro) ir paviršiaus forma.
Objektyvai pagal apibrėžimą apima kelis išlenktus paviršius, oišgaubtas(kreivė į išorę) irįgaubtas(į vidų kreivų) veidrodžiuose yra po vieną; plokštuminiai veidrodžiai atspindi paprasčiausią visko, kas čia minėta, scenarijų.
Jei susidaręs vaizdas yra toje pačioje pusėje kaip atspindėti ar lūžę šviesos spinduliai, tai yra atikras vaizdas. Tai reiškia, kad veidrodžiams tikras vaizdas būtų toje pačioje pusėje kaip ir žmogus, kuris į jį žiūri ( lęšius, jis būtų kitoje pusėje, nes šviesa yra lūžusi, o ne atspindima šiame nustatymas). Vadinami vaizdai, atsirandantys už veidrodžio (arba prieš objektyvą)virtualūs vaizdai.
Kaip vaizdas gali susiformuoti „už“ veidrodžio? Galų gale, šimtus mylių gali būti tik kietas betonas... gerai, ne mylių, bet siena gali būti labai stora. Bet akimirkai pagalvok: Kai pažvelgsi į veidrodį, kur tiksliai matai „žmogų“pasirodysatsigręžti į jūsų iš?
Lėktuvo veidrodinio vaizdo problema
Kaip rodo anksčiau pasiūlyto pratimo rezultatai, vaizdas atrodo už veidrodžio, bet iš tikrųjų nėra. Taigi tai yra virtualus vaizdas. Kur ir kaip šis vaizdas „randamas“?
Jei nupiešiate schemą, kurioje šios situacijos rodomos iš viršaus, galite išsiaiškinti vaizdo vietą bet kuriame plokštumos-veidrodžio scenarijuje, kuriame naudojamas atspindėjimo dėsnis. Pavyzdžiui, jei stebėtoja stovi 3 m atstumu nuo veidrodžio 45 laipsnių kampu, jos atvaizdas bus tiesiai priešais ją kitoje veidrodžio pusėje. Bet kaip toli?
NaudotiPitagoro teorematai nustatyti. 3 metrų atstumas tarp stebėtojo ir veidrodžio yra stačiasis trikampis, kurio hipotenuzė yra 3 ir lygistoks kad
s ^ 2 + s ^ 2 = 3 ^ 2 \ reiškia 2s ^ 2 = 9 \ reiškia s = 2,12 tekstas {m}
Tai yra statmenas atstumas tarp stebėtojo ir veidrodžio, todėl vaizdas yra dvigubai didesnis nei stebėtojas arba 4,24 m.
Kitos lėktuvo veidrodžių savybės
Be to, kad vaizdai yra skirstomi į „tikrus“ ir „virtualius“, jie taip pat gali būtitiesiaiarbaapversta.Kiekvienas, kuris kada nors naudojo šaukšto vidų kaip veidrodį, matė apversto vaizdo pavyzdį. Sakoma, kad plokštumos veidrodžiai kuria stačius vaizdus, tačiau tai yra klaidinantis ar bent jau neišsamus to, kas vyksta, nes tai taikoma tik y ašiai arba vertikaliajai ašiai.
Jei pažvelgsite į veidrodį, viršugalvis yra už ir virš akių, palyginti su veidrodžiu, ir Atitinkamai vaizdo akys yra arčiau ir žemiau veidrodžio (ir jūsų) atžvilgiu nei užpakalinė atvaizdo galva. Šonus, jungiančius šiuos taškus, žiūrint iš šono, yra vienodo ilgio, tačiau skirtingai (bet simetriškai) orientuotos erdvėje. Taigi vaizdasyraapversta - bet išilgai x ašies!
- Kita priežastis, kodėl vaizdus horizontaliai galima apversti plokščiaisiais veidrodžiais, yra lengva praleisti arba bent jau sunkiau paaiškinti, yra labiau biologinė nei fizinė: Pažvelgęs į veidrodį, matai būtybę, kuri apskritai yra dvišalė simetriška (ty vertikali gali būti padalinta į lygias dešines ir kaires puses) lėktuvas). Jei žmonės būtų įpratę pasukti galvą į šoną, kad pažvelgtų į veidrodžius, ši veidrodžių savybė tikriausiai būtų tvirtiau įsišaknijusi kasdienio žmogaus galvoje.
Šarnyriniai lėktuvo veidrodžiai
Tarp nesuskaičiuojamų plokštuminių veidrodžių, naudojamų moksliniam, pramoniniam ir buitiniam naudojimui, pavyzdžių yra šarnyriniai plokštuminiai veidrodžiai. Tai yra geras būdas pademonstruoti tiesmukus, tačiau dažnai sunkiai paverčiamus patirtimi įstatymus, valdančius plokštuminius veidrodžius geometrijos požiūriu.
Jei turite galimybę, pabandykite nustatyti trijų veidrodžių masyvą (galbūt neturite vyrių, bet tai netrukdo) orientuota abipusiais 60 laipsnių kampais, kuris iš viršaus atrodytų kaip dviračio ratas su trimis vienodais atstumais stipinai. Jei turite sklendę, šviesos šaltinį ir keletą mažesnių veidrodžių, galite atlikti ir išbandyti „padarytų“ atspindžių prognozes naudodami pagrindinę geometriją, kaip aprašyta aukščiau.