Плоске та сферичне дзеркала

 
 

Плоске дзеркало. Коли ви дивитесь на себе в плоске дзеркало, вам здається, що ваше зображення є реальним і міститься воно за дзеркалом, хоча там ніякого зображення немає. Це зображення утворюється лише завдяки спільній дії плоского дзеркала та ока.

Розглянемо, як око сприймає звичайний предмет без будь-яких дзеркал (мал. 115, а). Від кожної точки джерела світла (світної точки S) в усіх напрямках розходяться промені світла. Частина з них розбіжним пучком потрапляє в око. Око сприймає точку в тому місці, звідки йдуть промені, тобто в місці їх перетину, де насправді й розміщена світна точка S.

Дійсне зображення світної точки утворюється в результаті перетину світлових променів, що йдуть від неї.

На малюнку 115, б показано, як сприймає око зображення точки в дзеркалі. Усі виділені промені (SO, SOv SO2) відбиваються від дзеркала відповідно до законів відбиття. Промінь SO падає на дзеркало під кутом 0° і під таким самим кутом відбивається, не потрапляючи в око. Інші два відбиті промені потрапляють в око розбіжним пучком, й око бачить світну точку за дзеркалом у точці S'. Насправді в точці S' самі промені не сходяться, там сходяться їхні уявні продовження (на мал. 115, б — пунктирні лінії), тому таке зображення називають уявним.

Уявне зображення — це зображення, отримане в результаті перетину не самих світлових променів, а їхніх уявних продовжень.



 

Плоске дзеркало завжди дає уявне зображення.

Щоб упевнитись у тому, що точки S і S' симетричні відносно дзеркала, виконаємо простий дослід. Для досліду потрібне скло, дві свічки, сірники та лінійка. Розмістимо вертикально скляну пластину, що виконуватиме роль напівпрозорого дзеркала. Оскільки скло прозоре, то будемо бачити й усе те, що міститься за склом.

Якщо запалити свічку й поставити її перед склом, то у склі побачимо її зображення. За склом поставимо таку саму незапалену свічку й пере-

суватимемо її вздовж лінійки доти, поки вона стане здаватися запаленою. Це означає, що незапалена свічка та зображення запаленої свічки збігаються (мал. 116, а).

Якщо тепер виміряти відстані від запаленої свічки до скла і відстань від скла до незапаленої свічки, то вони будуть однаковими (мал. 116, б).

Отже, світна точка та її зображення в плоскому дзеркалі є симетричними.

Сферичні дзеркала. На малюнку 117 зображені приклади увігнутого та опуклого дзеркал. Точка О — оптичний центр сферичної поверхні дзеркала. Літерою С позначено вершину сферичної поверхні, яку називають полюсом дзеркала, або центром сферичної дзеркальної поверхні. Пряму ОС, що проходить через центр дзеркальної поверхні О та вершину дзеркала С, називають головною оптичною віссю дзеркала. Усі інші осі, проведені через точку О, називають побічними.


Якщо спрямувати промені паралельно головній оптичній осі увігнутого дзеркала (мал. 117, а), то після відбиття від поверхні дзеркала промені зберуться в точці F, яка лежить на його головній оптичній осі. Цю точку називають головним фокусом дзеркала.

Якщо точкове джерело світла помістити у фокусі увігнутого дзеркала, то промені після відбиття від його поверхні, поширюватимуться паралельно головній оптичній осі дзеркала (згідно з оборотністю світлових променів).

Відстань OF від вершини дзеркала до головного фокуса називають фокусною відстанню дзеркала, вона дорівнює половині радіуса ОС сферичної поверхні дзеркала, тобто OF = 0,5 ОС.

Фокусна відстань сферичного дзеркала дорівнює половині радіуса сфери, частиною якої є дзеркало,

Величину, обернену до фокусної відстані, називають оптичною силою D сферичного дзеркала,

Одиницею оптичної сили в СІ є діоптрія (дптр), [D] = 1 дптр = 1 м-1.

Якщо ж спрямувати світлові промені паралельно головній оптичний осі на опукле дзеркало, то

відбиті промені будуть розходитися (мал. 117, б). Їхні продовження перетинатимуться в головному фокусі опуклого дзеркала F, що лежить за ним. Оскільки в цій точці перетинаються не самі промені, а їхні продовження, це означає, що фокус опуклого дзеркала є уявним.

Отже, увігнуті дзеркала — збиральні, головний фокус у них дійсний. Опуклі дзеркала — розсіювальні, головний фокус у них уявний.

На малюнку 118 зображено приклади побудови зображення предмета у сферичних дзеркалах. Розташування й розміри зображення, одержаного за допомогою увігнутого дзеркала, залежать від положення предмета щодо дзеркала. Опукле дзеркало дає тільки уявне, зменшене зображення предмета, яке розташоване між уявним фокусом та полюсом. Уявні зображення є завжди прямими (не перевернутими), а дійсні зображення, навпаки, завжди перевернуті щодо предмета.

Якщо позначити відстань між світною точкою та дзеркалом літерою d, відстань між зображенням цієї точки та дзеркалом літерою f, то можна записати співвідношення, що пов’язує ці величини з радіусом сферичної поверхні дзеркала R:

З урахуванням співвідношення

цю залежність можна переписати у вигляді

Одержана формула справджується у випадку, коли зображення та фокус дзеркала дійсні. Якщо ж зображення або фокус уявні, то перед відповідною літерою ставлять знак «-».

Сферичні дзеркала використовують для виготовлення прожекторів, дзеркал огляду на транспорті, автомобільних фар, проекційних і кишенькових ліхтарів тощо. Якщо взяти увігнуте дзеркало порівняно великих розмірів, то в його фокусі можна одержати дуже високу температуру. Такий пристрій можна використати для нагрівання води сонячними променями. У медицині увігнутими дзеркалами користуються ЛОР-лікарі та стоматологи. Увігнуті дзеркала застосовуються також у телескопах-реф-лекторах, за допомогою яких спостерігають небесні тіла.

В історії стародавніх часів є легенда про те, як Архімед зумів за допомогою дзеркал на чималій відстані підпалити кораблі Риму. Сконструювати велике сферичне дзеркало досить складно, тому, можливо, Архімед використав плоскі дзеркала, які розмістив так, що відбиті від них промені спрямовувались в одну точку.

Формуємо КОМПЕТЕНТНІСТЬ

Я поміркую й зможу пояснити

1. У якому випадку зображення називають дійсним? Уявним?

2. Які характеристики має зображення предмета у плоскому дзеркалі?

3. Як зміниться відстань між людиною та її зображенням у дзеркалі, якщо людина відійде на крок від дзеркала?

4. Які дзеркала називають «кривими»?

5. Для чого використовують сферичні дзеркала?

Я вмію досліджувати й експериментувати

1. Прикладіть до дзеркала кінчик олівця. Яка відстань між кінцем олівця та його зображенням? Чому?

2. За допомогою дзеркал фотографи можуть отримати знімок з кількома зображеннями об’єкта. Під яким кутом і скільки слід розмістити дзеркал, щоб отримати п’ять зображень; шість зображень; вісім зображень? Зробіть пояснювальний малюнок. При нагоді зробіть такий знімок власного зображення.

Я можу застосовувати знання й розв'язувати задачі


Вправа 11

1.

Промінь світла падає перпендикулярно до поверхні дзеркала. На який кут відхилиться відбитий промінь від падаючого, якщо дзеркало повернути на кут: а) 16°; б) 24°; в) 35°? Зробіть висновок.

2.

На одне з двох дзеркал, які розміщені під прямим кутом одне до одного, падають промені 1 і 2. Скопіюйте малюнок 119 у зошит і зобразіть подальший хід цих променів.

3.

Падаючий промінь утворює з поверхнею горизонтально розміщеного дзеркала кут 50°. Як треба змінити розташування дзеркала, щоб відбитий промінь змінив свій напрямок на горизонтальний?

4.

Висота Сонця така, що його промені складають з горизонтом кут 40°. Під яким кутом слід розташувати дзеркало АВ над краєм криниці, щоб відбитий від дзеркала промінь потрапляв на дно криниці (мал. 120)? Намалюйте відповідний малюнок у зошиті й побудуйте хід променів.

5.

Які мінімальні розміри повинно мати дзеркало, щоб ви побачили себе в ньому в повний зріст? Як слід розмістити дзеркало при цьому?

6.

Людина йде в напрямку до плоского дзеркала зі швидкістю 2 м/с. З якою швидкістю вона наближається до свого зображення? З якою швидкістю потрібно віддаляти дзеркало від людини, щоб відстань між людиною та її зображенням не змінювалася?

7.

Предмет АВ розташований перед плоским дзеркалом (мал. 121, с. 75). Побудуйте й схарактеризуйте зображення предмета у дзеркалі.

8.

Промінь падає на дзеркало 1 так, як показано на малюнку 122. Визначте кут відбивання променя від дзеркала 2.

9.

Де відносно увігнутого дзеркала, з радіусом кривизни 1,2 м, потрібно розташувати джерело світла, щоб отримати прожектор?

10.

Радіус кривизни увігнутого дзеркала 80 см. На якій відстані від дзеркала слід розташувати предмет, щоб його дійсне зображення було вдвічі більшим, ніж предмет?

11.

На головній оптичній осі увігнутого дзеркала радіусом 40 см міститься світна точка S на відстані 30 см від дзеркала. На якій відстані перед увігнутим дзеркалом слід розташувати плоске дзеркало, щоб промені, відбиті дзеркалами, повернулись у точку S.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА N° 2

Дослідження відбиття світла за допомогою плоского дзеркала

Мета роботи експериментально перевірити закони відбиття світла.

Прилади та матеріали джерело світла (лампочка на підставці, ліхтарик на мобільному телефоні або лазерна указка), плоске дзеркало, екран зі щілиною (цупкий картон із прорізаною щілиною), лінійка, косинець, білий аркуш паперу, транспортир.

вказівки щодо виконання роботи

1. Перпендикулярно до білого аркуша паперу, що лежить на столі, розташуйте екран зі щілиною (мал. 123).

2. Спрямуйте на екран світло від джерела так, щоб отримана на папері освітлена смужка була добре помітною. Установіть плоске дзеркало на шляху світлового пучка.

3. Позначте олівцем на аркуші паперу положення дзеркала та хід падаючого й відбитого променів.

4. За допомогою косинця побудуйте перпендикуляр до дзеркала в точці падіння світлового пучка.

5. За допомогою транспортира визначте значення кута падіння та кута відбивання. Порівняйте ці кути.

6. Повторіть дослід для різних кутів падіння.

7. Зробіть висновок.

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.