Вогнутое зеркало
Вогнутое зеркало — отражающая поверхность, обращённая внутрь сферической формы. Оно может собирать параллельные лучи в точке и давать действительные или мнимые изображения предметов.
В отличие от плоского зеркала, вогнутое зеркало может изменять размер изображения и создавать его перед зеркалом или за ним. Центр сферы обозначают \(C\), фокус — \(F\), вершину зеркала — \(O\). Для сферического зеркала фокус находится примерно посередине между вершиной и центром: \(OF=\frac{OC}{2}\).
Ход основных лучей
- Луч, параллельный главной оси, после отражения проходит через фокус \(F\).
- Луч, проходящий через фокус \(F\), после отражения идёт параллельно главной оси.
- Луч, проходящий через центр сферы \(C\), отражается обратно по той же прямой, потому что падает перпендикулярно поверхности.
По двум отражённым лучам строят изображение верхней точки предмета. Если лучи пересекаются перед зеркалом, изображение действительное и его можно получить на экране. Если пересекаются только продолжения лучей за зеркалом, изображение мнимое и на экране его получить нельзя.
Формулы
Здесь \(F\) — фокусное расстояние, \(d\) — расстояние от предмета до зеркала, \(f\) — расстояние от изображения до зеркала. Для рассматриваемого школьного случая расстояния берут по модулю. Увеличение изображения находят по формуле \(\Gamma=\frac{H}{h}=\frac{f}{d}\), где \(h\) и \(H\) — размеры предмета и изображения.
Предмет расположен дальше центра сферы. Отражённые лучи пересекутся между фокусом \(F\) и центром \(C\). Изображение будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным.
Вогнутое зеркало не всегда даёт действительное изображение. Если предмет находится между фокусом \(F\) и вершиной \(O\), отражённые лучи расходятся, а их продолжения пересекаются за зеркалом: изображение мнимое, прямое и увеличенное. Фокус зеркала — это точка для параллельных лучей, а не место, где изображение образуется при любом положении предмета.
Каким будет изображение, если предмет находится между \(F\) и \(O\)?
Главное
- Вогнутое зеркало собирает параллельные лучи в фокусе и использует три основных правила построения лучей.
- За центром сферы изображение действительное, перевёрнутое и уменьшенное; между центром и фокусом — действительное, перевёрнутое и увеличенное.
- Между фокусом и зеркалом изображение мнимое, прямое и увеличенное.