Das flache Spiegel Sie bestehen aus flachen, polierten Oberflächen, auf denen Objekte reflektiert werden. Die im Spiegel auftretende Reflexion wird als Spiegelreflexion bezeichnet, da die darauf fallenden Lichtwellen in die gleiche Richtung reflektiert werden.
Im Idealfall absorbiert ein perfekter Spiegel kein Licht und reflektiert das gesamte einfallende Licht unabhängig von seiner Intensität zumindest im sichtbaren Lichtbereich.
Denken Sie daran, dass Licht eine elektromagnetische Welle mit einem breiten Wellenlängenspektrum ist, von dem ein kleiner Teil für das menschliche Auge sichtbar ist. Dieser Bereich liegt zwischen 400 und 700 Nanometern, wobei ein Nanometer 1 × 10 entspricht-9 m.
In der Praxis sind herkömmliche Badezimmerspiegel alles andere als perfekt, obwohl sie alltäglichen Pflegezwecken dienen. Diese Spiegel bestehen aus Glas, an dem eine Schicht aus poliertem Metall am Boden haftet, die als Spiegeloberfläche fungiert..
Abgesehen davon werden Spiegel als Teil optischer Geräte verwendet: Teleskope, Mikroskope, Polarimeter, Auto-Rückspiegel, Periskope und sogar dekorative Elemente.
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Das Bild eines Objekts, das im flachen Spiegel erzeugt wird, ist gekennzeichnet durch:
-Virtuell zu sein, das heißt, es ist ein Bild, von dem kein Licht ausgeht, aber das Auge nimmt den Unterschied nicht wahr.
-Es hat die gleiche Größe wie das Objekt.
-Es wird in der gleichen Entfernung hinter der Spiegelebene gebildet, in der sich das Objekt davor befindet.
-Sei ein gerades Bild, das heißt, seine Ausrichtung ist dieselbe wie die des Objekts, jedoch mit Symmetrie spekulieren, was bedeutet, dass ihre Beziehung dieselbe ist wie zwischen der rechten und der linken Hand.
Darüber hinaus kann das vom Spiegel erzeugte Bild als Objekt für einen zweiten Spiegel dienen, wie wir später sehen werden. Dies ist das Prinzip des Periskops, eines Instruments, mit dem Objekte betrachtet werden, die sich nicht auf der Höhe der Augen des Betrachters befinden.
Die Reflexion in Planspiegeln wird durch eine sehr einfache Gleichung geregelt, die als Reflexionsgesetz, welches wie folgt angegeben ist:
Der Einfallswinkel eines Lichtstrahls θich gleich dem Reflexionswinkel θr.
Beide Winkel werden immer als Referenz gemessen normal zur Oberfläche, dh zur Linie senkrecht zur Spiegelebene. Außerdem befinden sich der einfallende Strahl, der reflektierte Strahl und die Normallinie in derselben Ebene..
In mathematischer Form wird die Gleichung geschrieben:
θich= θr
Wenn parallele Strahlen auf die Spiegeloberfläche treffen, sind es auch die reflektierten Strahlen. In ähnlicher Weise ist jede Normalen zum Spiegel parallel zu einer anderen Normalen.
Infolgedessen, wie wir weiter unten sehen werden, die Entfernung, in der sich das Objekt in Bezug auf die Spiegeloberfläche befindet dich, ist das gleiche wie das Bild auf der gegenüberliegenden Seite doder.
Deshalb:
|dich | = |doder|
Die Absolutwertbalken werden platziert, da herkömmlicherweise der Abstand des virtuellen Bildes zum Spiegel negativ genommen wird, während der Abstand zwischen dem Objekt und dem Spiegel positiv ist.
Mal sehen, wie sich der flache Spiegel vor einer Punktquelle verhält, wie die Flamme einer brennenden Kerze. In der folgenden Abbildung sind zwei Strahlen gezeichnet, der Strahl 1, der direkt auf den Spiegel gerichtet ist und in die gleiche Richtung reflektiert wird, und der Strahl 2, der schräg einfällt, mit dem Winkel θich und wird mit dem Winkel θ reflektiertr.
zusätzlich Optische Achse, welches als Normal zur Spiegelebene definiert ist. Da der Spiegel flach ist, können im Gegensatz zum sphärischen Spiegel, in dem eine einzelne optische Achse gezeichnet ist, viele Normalen darauf gezeichnet werden..
Wenn wir die Strahlen durch diskontinuierliche Linien verlängern, sehen wir, dass sie sich am Punkt P 'hinter dem Spiegel schneiden. Von diesem Punkt in einiger Entfernung doder, Aus dem Spiegel interpretiert das Auge des Betrachters, dass das Bild der Flamme stammt.
Der Spiegel reflektiert auch den Rest der Kerze, ein großes Objekt von endlicher Größe. Jedem Punkt entspricht ein Punkt im Bild, wodurch zwei kongruente rechtwinklige Dreiecke bestimmt werden, deren gemeinsame Höhe ist h = h ', die Höhe des Segels.
Auf diese Weise hat das Bild die gleiche Höhe wie das reale Objekt und die gleiche Ausrichtung. Und es ist auch zu sehen, dass das Objekt und sein Bild von vorne gesehen in derselben Beziehung zu den offenen Handflächen stehen.
Wie eingangs erwähnt, kann ein Bild von einem Spiegel als Objekt dienen, um ein zweites Bild in einem anderen Spiegel zu erzeugen..
Lassen Sie das Objekt P, dessen Bild P.1'wird in Spiegel 1 gebildet. Objekt P wird auch in Spiegel 2 reflektiert und bildet ein anderes Bild, das P genannt wirdzwei'.
Zusätzlich P.1'dient als Objekt für Spiegel 2, um ein Bild P zu erzeugen3'an der in der folgenden Abbildung angegebenen Stelle.
Auch pzwei'kann als Objekt wirken, so dass Spiegel 1 sein Bild an derselben Stelle wie P bildet3'. Nun, dieses interessante Prinzip ist beispielsweise die Grundlage für die Bildgebung in refraktiven Teleskopen.
Das Periskop wird häufig verwendet, um Objekte auf der Wasseroberfläche aus einer untergetauchten Position zu beobachten und im Allgemeinen Objekte zu sehen, die sich in einer Höhe befinden, die über dem Beobachter liegt.
Auf diese Weise können Ereignisse über den Köpfen einer Menschenmenge betrachtet werden. Es gibt auch Ferngläser, bei denen Periskope hinzugefügt werden können..
Ein einfaches Periskop besteht aus zwei flachen Spiegeln, die gegenüber der Vertikalen um 45 ° geneigt sind und in einem Rohr montiert sind..
In der Figur ist zu beobachten, dass der Lichtstrahl in einem Winkel von 45 ° zum oberen Spiegel fällt, um 90 ° abgelenkt und zum unteren Spiegel gerichtet ist und erneut um 90 ° abgelenkt wird, um das Auge des Betrachters zu erreichen.
Die Grafiken bestehen aus Raytracing, um die Bildung der Bilder zu zeigen. Unabhängig davon, ob es sich um punktförmige oder große Objekte handelt, reicht es aus, zwei Strahlen zu verfolgen, die von dem betreffenden Punkt stammen, um das Bild im Spiegel zu lokalisieren.
In der obigen Abbildung werden zwei Strahlen gezeichnet, um den Ort zu bestimmen, an dem das Bild der Flamme erzeugt wird, einer senkrecht zum Spiegel und der andere in einem Winkel. Beide erfüllen das Gesetz der Reflexion. Dann wurden die jeweiligen Reflexionen verlängert und der Punkt, an dem sie sich treffen, entspricht dem Punkt, an dem das Bild erzeugt wird.
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