Holle spiegel

Wat is een concave spiegel?

Hij Holle spiegel o Convergent is een bijna altijd bolvormige vorm, waarin het reflecterende oppervlak zich aan de binnenkant van de bol bevindt of liever. Andere gebogen vormen zijn ook mogelijk, zoals parabola.

Met gebogen spiegels, zoals de concave spiegel, is het mogelijk om verschillende beelden te bereiken: verhoogd, verminderd of zelfs omgekeerd. Verhoogde afbeeldingen vergemakkelijken de visualisatie van de fijne details van een object.

In een concave spiegel wordt de toename bereikt dankzij het feit dat de kromming het mogelijk maakt om het licht te concentreren, zeer vergelijkbaar met hoe een lens het doet.

De spiegel werkt zoals getoond in de bovenste figuur. De stralen van horizontale lichtincidenten komen van links, waar een verre fontein is, zoals de zon. Deze stralen vervullen de reflectiewet, die stelt dat de invalshoek van de lichtstraal gelijk is aan de reflectiehoek.

Na het reflecteren kruisen de stralen op een speciaal punt, het punt f o Brandpunt, Omdat dit is waar licht focust. Het plaatsen van objecten op verschillende locaties op de as die door C, F en V passeren, worden de verschillende afbeeldingen verkregen.

Tussen het brandpunt en het hoekpunt van de spiegel is bijvoorbeeld de ideale plek om het gezicht te plaatsen wanneer make -up of scheerbeurt, omdat op deze manier een afbeelding wordt bereikt met een groot detail dat niet mogelijk is met een platte spiegel.

Kenmerken van een concave spiegel

Voordat we zien hoe het beeld zich vormt, analyseren we zorgvuldig de punten en afstanden die in deze illustratie worden gepresenteerd:

Traject van parallelle lichtstralen in een bolvormige en concave spiegel. Bron: Thomas, W. Conceptuele fysica.

-Het midden van de bol waartoe de spiegel behoort, staat op punt C en R is de straal. Om punt C staat bekend als Krommingscentrum En r is de Krommingstraal.

-Punt V is de hoekpunt van de spiegel.

Het kan u van dienst zijn: Mechanische stroom: wat is, toepassingen, voorbeelden

-De lijn die zich bij Points C, F en V verbindt, staat bekend als optische as van de spiegel en staat loodrecht op het oppervlak. Een straal die deze punten beïnvloedt, wordt weerspiegeld in dezelfde richting en tegenovergestelde richting.

-De weerspiegeling van de invallende stralen parallel aan de optische as kruising op punt F, genoemd Brandpunt van de spiegel.

-Merk op dat punt F ongeveer halverwege tussen C en V is.

-Op de afstand tussen F en V, aangeduid als F,  het heet focusafstand En het wordt berekend als:

F = r/2

Grafische methode

Zoals hierboven vermeld, worden, afhankelijk van het punt waar het object wordt geplaatst, verschillende afbeeldingen verkregen, die gemakkelijk kunnen worden weergegeven via de grafische methode voor de spiegels.

Deze methode bestaat uit het tekenen van lichtstralen uit strategische punten van het object en het observeren hoe ze worden weerspiegeld op het spiegelende oppervlak. Het beeld wordt verkregen door deze reflecties te verlengen en te kijken waar ze kruisen.

Op deze manier is het bekend of het beeld groter of kleiner, echt of virtueel is - als het wordt gevormd achter de spiegel - en rechts of omgekeerd.

Voorbeelden van concave spiegels

Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden van afbeeldingen verkregen door concave spiegels:

Object tussen F en V

Door het object tussen punten F en V te plaatsen, kunnen we een versterkt virtueel beeld verkrijgen. Om het te visualiseren, worden drie hoofdstralen getrokken, zoals weergegeven in de lagere illustratie:

Hoofdstralen die het object tussen de focus en het hoekpunt van de concave spiegel achterlaten. De verkregen afbeelding is virtueel, uitgebreid en rechts. Bron: Thomas, W. Conceptuele fysica.

-Ray 1, die de vlam verlaat op punt P, is parallel aan de optische as en wordt gereflecteerd door F.

Kan u van dienst zijn: elektrische eigenschappen van materialen

-Ray 2: Het beïnvloedt zodanig dat het wordt weerspiegeld in de parallelle richting naar de optische as.

-Eindelijk komt Ray 3, die radiaal is, loodrecht op de spiegel en wordt in de tegenovergestelde richting weergegeven, door C.

Merk op dat de reflectiewet hetzelfde is vervuld als in de platte spiegel, met het verschil dat het normaal naar het oppervlak van de gebogen spiegel continu verandert.

Eigenlijk zijn twee stralen voldoende om de afbeelding te vinden. In dit geval kruisen het verlengen van de drie stralen allemaal op een p 'achter de spiegel, waar het beeld is gevormd. Deze afbeelding is virtueel -in realiteit is het niet gekruist door een heldere balk -is rechts en is ook groter dan het origineel.

Object tussen C en F

Wanneer het object zich tussen het brandpunt en het centrum van kromming van de spiegel bevindt, is het beeld dat vormt, het is niet achter de spiegel, maar daarvoor is toegenomen en omgekeerd.

Afbeelding van een object geplaatst tussen het midden en de focus van een concave spiegel. Bron: Giambattista, een. Natuurkunde.

Object buiten het centrum

In de onderste illustratie verschijnt het beeld gevormd door een object weg van het midden van de spiegel. De afbeelding wordt in dit geval gevormd tussen het middelpunt F en het centrum van kromming C. Het is een echt beeld, omgekeerd en kleiner dan het object zelf.

Afbeelding van een object dat zich buiten het midden van een concave spiegel bevindt. Bron: f. Gemodificeerde schoen van Juan Carlos Collantes.

Laterale vergroting

We kunnen onszelf afvragen hoe versterkt of verminderd het beeld is verkregen door de concave spiegel, hiervoor de laterale vergroting, aangeduid als M. Het wordt gegeven door het quotiënt tussen de grootte van de afbeelding en de grootte van het object:

Het kan je van dienst zijn: wat is de vallei in de natuurkunde? (Met voorbeelden)

M = Afbeeldingsgrootte / objectgrootte

De afbeelding gevormd door een spiegel kan minder zijn dan de grootte van het object, toch wordt m nog steeds vergroting genoemd of toename kant.

Concave mirro -toepassingen

Het eigendom van concave spiegels om de beelden te vergroten wordt gebruikt in belangrijke toepassingen, variërend van de persoonlijke opstelling tot het verkrijgen van energieën Schoon.

Vergrotende spiegels

Ze worden vaak gebruikt in de kaptafel voor persoonlijke opstelling: make -up, scheer en knoop de das.

Optische reflectietelescoop

De eerste reflectietelescoop is gemaakt door Isaac Newton en maakt gebruik van een concave spiegel plus een oculaire lens. Een van de spiegels van de telescoop van het Cassegrain -type is concaaf en parabolisch en wordt gebruikt om het licht op het brandpunt te verzamelen.

Tandhalsspiegels

Tandspiegel

Tandartsen gebruiken ook concave spiegels om een ​​versterkt beeld van het prothese te verkrijgen, om de tandheelkundige stukken en tandvlees met het grootst mogelijke detail te kunnen onderzoeken.

De autokoplampen

In de voorlichten van auto's wordt de bolfilament op het middelpunt van een concave spiegel geplaatst. De lichtstralen die in de gloeidraad zijn ontstaan, worden weerspiegeld in een straal parallelle stralen.

De spiegel is vaak bolvormig, maar soms wordt de parabolische vorm gebruikt, die het voordeel heeft om in een parallelle bundel alle stralen te reflecteren die uit het brandpunt komen en niet alleen die dicht bij de optische as zijn.

Zonne -concentrators

Het licht van een verre fontein zoals de zon kan zich op één punt door de concave spiegel concentreren. Dankzij dit is warmte op dat moment geconcentreerd. Op grote schaal kunt u met deze warmte een vloeistof verwarmen, zoals water of olie bijvoorbeeld.

Dit is de concentratie thermosolaire energie dat probeert elektriciteit te produceren die een turbine activerteren die op een bepaald punt wordt voortgestuwd door de geconcentreerde warmte van de zon. Het is een alternatieve procedure voor de halfgeleidende fotovoltaïsche cel.

Referenties

1. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
2. Giambattista, een. 2010. Natuurkunde. 2e. ED. McGraw Hill.
3. Het klasse klaslokaal. Ray -diagrammen voor concepe spiegels. Hersteld uit: fysicaClassroom.com.
4. Thomas, W. 2008. Conceptuele fysica. McGraw Hill.
5. Tippens, p. 2011. Fysica: concepten en toepassingen. 7e editie. McGraw Hill.