Карактеристике равних огледала

Како бисте реаговали када бисте затражили да опишете карактеристике слика формираних равним огледалима? Прво, морате бити сигурни да разумете терминологију у игри. Да ли је „авионско огледало“ нешто што користите за проверу изгледа током трансконтиненталног лета или је нешто приземније?

А.авионско огледалоје врста огледала на које сте вероватно највише навикли, мада ако су назнаке на друштвеним мрежама, „селфији“ су увелико дошли да замене стварна огледала почетком 21. века. Идеално је да се равно огледало састоји од савршено равне површине без изобличења и одбија 100 посто светлости која га удара (упадна светлост) под предвидљивим углом.

Иако ниједно огледало није „савршено“, о идеалним ентитетима у физици је забавно разговарати. Током учења о равним огледалима, осетићете општу науку о оптици, а осећај за један од многих начина на које вас очи могу преварити током обављања свог посла тачно онако како је дизајниран.

Светлост, иако је готово свуда у великом делу времена, тешко је правилно описати, као и многе ствари у физици. То можете ценити једноставним гледањем броја начина на које је светлост заступљена не само у научним текстовима, већ и у уметности. Да ли се светлост састоји или од честица, или се састоји од таласа? Да ли таласи показују у одређеном правцу?

У сваком случају, светлост видљива људима може се описати као таласна дужина λ између око440 и 700 милијардитих делова метра​ (10^–9 м или нм). Пошто брзина светлостицје константа на око 3 × 10⁸ м / с у вакууму, можете одредити фреквенцију било ког извора светлостиνод његове таласне дужине:νλ = ц​.

Када се разговара о огледалима, погодно је представити светлост не као таласне фронте (као што бисте видели да зрачи споља након бацања велике стене у претходно мирно језеро), већ као зраке. Такође, зраци који долазе из истог извора и ударају у суседне делове огледала могу се третирати као паралелни. Помоћу ове шеме лако је израчунати углове који су укључени у проблеме равних огледала.

Када светлосни зраци ударају о физичку површину, њихов пут се може променити на више начина. Зраци се могу одбити од површине, проћи кроз њу или неку комбинацију оба.

Када се зраке светлости одбију од предмета, то се називаодраз, и када прођу кроз њега и савије се у процесу, то се зовепреламање. Ово последње је деловање сочива, док је једина брига код равних (и других) огледала рефлексија.

Тхезакон рефлексијенаводи даугао упада светлосних зрака који ударају у равно огледало једнак је углу одбијања,са оба измерена у односу на линију окомиту на површину огледала.

Када огледала и сочива „обраде“ светлосне зраке који их ударе, они „стварају“ слике у буквалном облику ови фактори: растојање између предмета и огледала (или центра сочива) и облик површине.

Сочива по дефиницији укључују више закривљених површина, докконвексан(кривина ка споља) иудубљен(унутра закривљена) огледала садрже по једно; равна огледала представљају најједноставнији сценарио свега што је овде поменуто.

Ако се формирана слика налази на истој страни као и одбијени или преломљени светлосни зраци, то је астварна слика. То значи да би за огледала стварна слика била на истој страни као и особа која је гледа (јер сочива, то би било на другој страни, јер се светлост прелама, а не одражава у овоме подешавање). Позване су слике које се појављују иза огледала (или испред сочива)виртуелне слике​.

Како слика може да се формира „иза“ огледала? Напокон, тамо можда неће бити ништа осим чврстог бетона на стотине километара... ок, не километрима, али зид би могао бити врло дебео. Али размислите на тренутак: Када се погледате у огледало, тачно где се налази „особа“ коју видитепојавитида се осврнете на своје из?

Као што имплицирају резултати горе предложене вежбе, чини се да се слика налази иза огледала, али заправо није. То је, дакле, виртуелна слика. Тачно где и како се ова слика „налази“?

Ако нацртате дијаграм који приказује ове ситуације одозго, можете да утврдите локацију слике у било ком сценарију равног огледала који користи закон рефлексије. На пример, ако посматрач стоји на удаљености од 3 м од огледала под углом од 45 степени, његова слика ће се наћи директно насупрот ње на другој страни огледала. Али докле?

КориститиПитагорина теоремада би се ово утврдило. Растојање од три метра између посматрача и огледала је правоугли троугао са хипотенузом од 3 и једнаким страницамастако да

Ово је окомита удаљеност између посматрача и огледала, тако да је слика двоструко већа од ове раздаљине од посматрача, односно 4,24 м.

Поред тога што се деле на „стварне“ и „виртуелне“, слике могу бити иусправанилиобрнуто.Свако ко је икада користио унутрашњост кашике као огледало, видео је пример обрнуте слике. За равна огледала се каже да стварају усправне слике, али ово је обмањујући или барем непотпун опис онога што се дешава, јер се односи само на и-осу или вертикалну осу.

Ако се погледате у огледало, врх главе је иза и изнад очију у поређењу са огледалом, и сходно томе, очи слике су ближе и ниже у односу на огледало (и вас) од задњег дела слике глава слике. Линије које повезују ове тачке, гледано са стране, исте су дужине, али различито (али симетрично) оријентисане у простору. Тако сликајеобрнуто - али дуж к-осе!

• Још један разлог због којег је лако превидети „превртање“ слика у водоравном смеру помоћу равних огледала, или је бар теже објаснити, више биолошки него физички: Када се погледате у огледало, видите биће које је генерално обострано симетрично (то јест, вертикално га можете поделити на једнаку десну и леву половину авион). Да људи имају навику да главу окрену бочно да би се погледали у огледала, ово својство огледала вероватно би било чвршће усађено у ум свакодневне особе.

Међу безброј примера равних огледала у научној, индустријској и кућној употреби су и зглобна равна огледала. Они представљају добар начин да се демонстрирају директни, али често тешки за претварање у искуство, закони који управљају равним огледалима из перспективе геометрије.

Ако имате прилику, покушајте да поставите низ од три огледала (можда немате шарке, али то није препрека) оријентисани под међусобним угловима од 60 степени, што би одозго изгледало као точак за бицикл са три једнако размакнута жбице. Ако имате угломер, извор светлости и нека мања огледала, можете да правите и тестирате предвиђања о рефлексијама које „правите“ користећи основну геометрију како је горе наведено.