Platte spiegels vergelijking, gedrag, afbeeldingen

De platte spiegels Ze bestaan ​​uit platte en gepolijste oppervlakken waarin objecten worden weerspiegeld. De reflectie die zich in de spiegel voordoet, wordt spiegelende reflectie genoemd, omdat de lichtgolven die het beïnvloeden, worden weerspiegeld in dezelfde zin.

In het ideale geval absorbeert een perfecte spiegel geen licht en reflecteert al het invallende licht, ongeacht de intensiteit, althans in het zichtbare lichtbereik.

Automobile achteruitkijkspiegel is een voorbeeld van platte spiegel

Bedenk dat licht een elektromagnetische golf is met een breed spectrum van golflengten, waarvan een kleine fractie zichtbaar is voor het menselijk oog. Dit bereik ligt tussen 400 en 700 nanometer, waarbij een nanometer gelijkwaardig is aan 1 × 10^-9 M.

In de praktijk zijn gemeenschappelijke spiegels in de badkamer verre van perfect, hoewel ze dienen voor dagelijkse doeleinden van persoonlijke regeling. Deze spiegels zijn gemaakt van glas, dat een laag gepolijst metaal op de achtergrond hecht, die werkt als een spiegelend oppervlak.

Afgezien hiervan worden spiegels gebruikt als onderdeel van optische apparaten: telescopen, microscopen, polarimeters, achteruitkijkspiegels voor auto's, periscopios en zelfs decoratieve elementen.

[TOC]

Afbeelding van een object gevormd in de platte spiegel

Wanneer twee sets van gewone punten in een object worden weerspiegeld door een platte spiegel in het oog van een waarnemer, lijken de gereflecteerde stralen te ontstaan ​​achter de spiegel, die de positie van het virtuele beeld bepaalt.

Het beeld van een object dat wordt gevormd in de platte spiegel wordt gekenmerkt door:

-Virtueel zijn, dat wil zeggen, het is een beeld waarvan er geen licht voortkomt, maar het oog waarneemt het verschil niet.

-Is even groot als het object.

-Het wordt gevormd op dezelfde afstand, achter het vlak van de spiegel, waarvan het object ervoor staat.

-Wees een juiste afbeelding, dat wil zeggen dat de oriëntatie dezelfde is als die van het object, maar met symmetrie speculeren, Wat betekent dat uw relatie hetzelfde is tussen de rechterhand en de linkerhand.

Kan u van dienst zijn: drukmeters

Bovendien kan de afbeelding die door de spiegel wordt geproduceerd als een object voor een tweede spiegel dienen, zoals we later zullen zien. Dit is het principe van Periscope, een instrument dat dient om te kijken naar objecten die niet op dezelfde hoogte zijn als de ogen van de waarnemer.

Vergelijking

Reflectie in platte spiegels wordt beheerst door een zeer eenvoudige vergelijking, het genoemd Weerspiegeling, dat wordt als volgt vermeld:

De invalshoek van bliksemlicht θ_Je Het is gelijk aan de reflectiehoek θ_R.

Beide hoeken worden altijd gemeten als referentie de normaal naar het oppervlak, dat wil zeggen de lijn loodrecht op het spiegelvlak. En bovendien bevinden de invallende straal, de gereflecteerde straal en de normale lijn zich in hetzelfde vlak.

Wiskundige uitdrukkingen voor de platte spiegel

Op wiskundige manier wordt de vergelijking geschreven:

θ_Je= θ_R

Wanneer parallelle stralen het oppervlak van de spiegel beïnvloeden, zijn de gereflecteerde stralen ook. Evenzo is elke normale spiegel parallel aan een ander normaal.

Als gevolg hiervan, zoals we hieronder zullen zien, is de afstand waarop het object zich bevindt ten opzichte van het oppervlak van de spiegel D_Je, Het is hetzelfde waaraan de afbeelding aan de andere kant wordt gevormd D_of.

Daarom:

|D_Je | = |D_of|

De absolute waardestaven worden geplaatst, omdat volgens de conventie de afstand van het virtuele beeld tot de spiegel negatief wordt genomen, terwijl de afstand tussen het object en de spiegel positief is.

Gedrag

Laten we eens kijken hoe de platte spiegel zich gedraagt ​​voor een punctuele bron, als een vlam van een brandende kaars. In de onderste figuur worden twee stralen getrokken, bliksem 1 die direct naar de spiegel wordt gericht en wordt gereflecteerd in dezelfde richting, en bliksem 2, die schuin beïnvloedt, met hoek θ_Je En het wordt weerspiegeld met hoek θ_R.

Kan u dienen: Faraday Law: Formule, eenheden, experimenten, oefening,Beeldvorming van een uitgebreid object in een platte spiegel. Bron: Bauer, W.

tevens de optische as, dat wordt als normaal gedefinieerd voor het spiegelvlak. Omdat de spiegel plat is, kunnen er veel normaal worden aangetrokken, in tegenstelling tot de sferische spiegel, waarin een unieke optische as is getrokken.

Door de stralen te verlengen door discontinue beroertes, zien we dat ze elkaar kruisen op punt P ', achter de spiegel.  Vanaf dat moment, op afstand D_of, Vanuit de spiegel interpreteert het oog van de waarnemer dat het beeld van de vlam komt.

De spiegel weerspiegelt ook de rest van de kaars, een uitgebreid object van eindige grootte. Tot elk punt daarvan komt overeen met een punt in het beeld, waardoor twee congruente rechthoeken worden bepaald, waarvan de gemeenschappelijke hoogte is H = H ', De hoogte van de kaars.

Op deze manier heeft de afbeelding dezelfde hoogte als het echte object en dezelfde oriëntatie. En het is ook te zien dat het object en het beeld zijn beeld een identieke relatie onderhouden dat de open handpalmen van de handen wanneer ze vooraan worden gezien.

Combinaties van spiegels

Zoals we in het begin zeiden, kan een afbeelding uit een spiegel dienen als het object om een ​​tweede afbeelding in een andere spiegel te produceren.

Wees het object P, wiens beeld P₁'Het wordt gevormd in de spiegel 1. Het P -object wordt ook weerspiegeld in de spiegel 2 en vormt een ander beeld, P₂'.

Bovendien P₁'Het dient als een object voor de spiegel 2 om een ​​afbeelding P te vormen₃'Op het punt aangegeven in de volgende figuur.

Combinatie van spiegels. Bron: Sears, F. Universiteitsfysica.

Ook p₂'kan het doel maken voor de spiegel 1 om zijn beeld op dezelfde plaats van P te vormen₃'. Welnu, dit interessante principe is bijvoorbeeld de basis van beeldvorming in brektelescopen, bijvoorbeeld.

Kan u van dienst zijn: continuïteitsvergelijking

De periscoop

De periscoop wordt meestal gebruikt om objecten op het oppervlak van het water vanuit een ondergedompelde positie te observeren, en in het algemeen om objecten te zien die zich boven de waarnemer bevinden.

Op deze manier kunt u evenementen overwegen boven de hoofden van een menigte. Er zijn ook een verrekijker die de mogelijkheid hebben om periscopios toe te voegen.

Een eenvoudige periscoop bestaat uit twee hellende platte spiegels 45º ten opzichte van de verticale en geassembleerde in een buis.

Schema van een eenvoudige periscoop. Bron: f. Zapata.

De figuur laat zien dat het bliksemlicht een hoek van 45º beïnvloedt ten opzichte van de bovenste spiegel, wordt omgeleid 90º en gericht op de onderste spiegel, opnieuw omgeleid 90º om het oog van de waarnemer te bereiken.

Grafieken

De grafieken bestaan ​​uit straalindeling om de vorming van afbeeldingen weer te geven. Of specifieke of uitgebreide objecten, om de afbeelding in de spiegel te vinden, het is voldoende om twee stralen te tekenen die afkomstig zijn uit het betreffende punt.

In de bovenste figuur worden twee stralen getekend om de plaats te bepalen waar het beeld van de vlam wordt gevormd, een die de spiegel loodrecht beïnvloedt en een andere met hoek. Beide voldoen aan de reflectiewet. Vervolgens werden de respectieve reflecties uitgebreid en het punt waar ze samenkomen komt overeen met het punt waar het beeld wordt gevormd.

Referenties

1. Bauer, W. 2011. Fysica voor engineering en wetenschappen. Deel 1. MC Graw Hill.
2. Giambattista, een. 2010. Natuurkunde. 2e. ED. McGraw Hill.
3. Ridder, r.  2017. Fysica voor wetenschappers en engineering: een strategiebenadering.  Pearson.
4. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitaire natuurkunde met moderne natuurkunde. 14e. ED. Deel 2.