какое изображение предмета дает плоское зеркало

Зеркала

Простейшим оптическим устройством, способным создавать изображение предмета, является плоское зеркало. Изображение предмета, даваемое плоским зеркалом, формируется за счет лучей, отраженных от зеркальной поверхности. Это изображение является мнимым, так как оно образуется пересечением не самих отраженных лучей, а их продолжений в «зазеркалье» (рис 3.2.1).

Ход лучей при отражении от плоского зеркала. Точка S’ является мнимым изображением точки S

Вследствие закона отражения света мнимое изображение предмета располагается симметрично относительно зеркальной поверхности. Размер изображения равен размеру самого предмета.

Сферическим зеркалом называют зеркально отражающую поверхность, имеющую форму сферического сегмента. Центр сферы, из которой вырезан сегмент, называют оптическим центром зеркала. Вершину сферического сегмента называют полюсом. Прямая, проходящая через оптический центр и полюс зеркала, называется главной оптической осью сферического зеркала. Главная оптическая ось выделена из всех других прямых, проходящих через оптический центр, только тем, что она является осью симметрии зеркала.

Сферические зеркала бывают вогнутыми и выпуклыми. Если на вогнутое сферическое зеркало падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси, то после отражения от зеркала лучи пересекутся в точке, которая называется главным фокусом F зеркала. Расстояние от фокуса до полюса зеркала называют фокусным расстоянием и обозначают той же буквой F. У вогнутого сферического зеркала главный фокус действительный. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала (рис 3.2.2).

Отражение параллельного пучка лучей от вогнутого сферического зеркала. Точки O – оптический центр, P – полюс, F – главный фокус зеркала; OP – главная оптическая ось, R – радиус кривизны зеркала

Следует иметь в виду, что отраженные лучи пересекаются приблизительно в одной точке только в том случае, если падающий параллельный пучок был достаточно узким (так называемый параксиальный пучок).

Главный фокус выпуклого зеркала является мнимым. Если на выпуклое зеркало падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после отражения в фокусе пересекутся не сами лучи, а их продолжения (рис 3.2.3).

Отражение параллельного пучка лучей от выпуклого зеркала. F – мнимый фокус зеркала, O – оптический центр; OP – главная оптическая ось

Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывается определенный знак: для вогнутого зеркала для выпуклого , где R – радиус кривизны зеркала.

Изображение какой-либо точки A предмета в сферическом зеркале можно построить с помощью любой пары стандартных лучей:

• луч AOC, проходящий через оптический центр зеркала; отраженный луч COA идет по той же прямой;

• луч AFD, идущий через фокус зеркала; отраженный луч идет параллельно главной оптической оси;

• луч AP, падающий на зеркало в его полюсе; отраженный луч симметричен с падающим относительно главной оптической оси.

• луч AE, параллельный главной оптической оси; отраженный луч EFA₁ проходит через фокус зеркала.

На рис 3.2.4 перечисленные выше стандартные лучи изображены для случая вогнутого зеркала. Все эти лучи проходят через точку A’, которая является изображением точки A. Все остальные отраженные лучи также проходят через точку A’. Ход лучей, при котором все лучи, вышедшие из одной точки, собираются в другой точке, называется стигматическим. Отрезок A’B’ является изображением предмета AB. Аналогичны построения для случая выпуклого зеркала.

Построение изображения в вогнутом сферическом зеркале

Положение изображения и его размер можно также определить с помощью формулы сферического зеркала:

Здесь d – расстояние от предмета до зеркала, f – расстояние от зеркала до изображения. Величины d и f подчиняются определенному правилу знаков:

• d > 0 и f > 0 – для действительных предметов и изображений;

• d 0 (зеркало вогнутое); d = 3F > 0 (действительный предмет).

По формуле сферического зеркала получаем: следовательно, изображение действительное.

Если бы на месте вогнутого зеркала стояло выпуклое зеркало с тем же по модулю фокусным расстоянием, мы получили бы следующий результат:

F 0, – изображение мнимое.

Линейное увеличение сферического зеркала Γ определяется как отношение линейных размеров изображения h‘ и предмета h.

Величине h‘ удобно приписывать определенный знак в зависимости от того, является изображение прямым (h’ > 0) или перевернутым (h’ Опубликовано в разделах: Оптика, Геометрическая оптика

Источник

Плоское зеркало

Содержание

Из прошлых уроков вы уже знаете, что свет распространяется прямолинейно в однородной среде, а при столкновении с какой-либо поверхностью – отражается.

Один из видов отражения называется зеркальным. При слове “зеркало” мы представляем себе плоское стекло, на одну сторону которого нанесено специальное покрытие, содержащее серебро. Но в физике зеркалом может считаться любой предмет, имеющий гладкую плоскую поверхность.

У зеркал есть одна интересная особенность, которая нас и будет интересовать в этом уроке. Мы видим в зеркале отражения – себя и окружающих нас предметов.

Мы же видим предметы благодаря свету, но предметы в зеркале – ненастоящие. Что происходит на самом деле? Как это объясняет физика? В данном уроке вы узнаете много нового и интересного о, казалось бы, такой простой и привычной вещи, как зеркало.

Изображение в плоском зеркале

Плоское зеркало – это плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Рассмотрим изображение, которые мы получаем с помощью него.

Рассмотрим все лучи по очереди:

Изображение в плоском зеркале называют мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений.

Построение мнимого изображения светящейся точки

На рисунке 1 мы описали пучок света с помощью трех лучей, чтобы обратить ваше внимание на то изображение, которое попадает в глаза. Для построения такого изображения на чертеже нам хватит выделить всего два луча:
1. Луч, перпендикулярный зеркалу
2. Луч, падающий под углом

Расположение и размеры предмета и его мнимого изображения относительно зеркала

Подтвердим этот факт простым, но очень показательным опытом. Возьмем обычную линейку и вертикально укрепим на ней кусок плоского стекла, как на рисунке 3.

Стекло будет являться полупрозрачным зеркалом. С одной его стороны мы видим зеркальное отражение предметов, а с другой – то, что происходит за этим стеклом.

Также у нас имеются две одинаковые свечи. Одну поставим на расстоянии 3 см от зеркала и зажжем. Мы видим ее отражение в зеркале. Кажется, что оно находится позади стекла.

Наша задача – разместить вторую свечу с другой стороны зеркала так, чтобы она тоже казалась зажженой. Передвигая ее, найдем это положение.

Что мы получили? Незажженная свеча находится именно в том месте, где наблюдается изображение горящей свечи (рисунок 3, а). А теперь взгляните на линейку – за зеркалом свеча находится тоже на 3 см от него. Расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла одинаковы.

Итак, мы подошли к интересному выводу.

Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на том же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет.

Из этого опыта также очевидно, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи (рисунок 3, б). Ведь, передвигая свечу за зеркалом, мы добились того, что она полностью совпала с изображением зажженной свечи.

Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны реальным размерам предмета.

Из своего жизненного опыта каждый из нас знает, что когда мы смотрим на изображение предмета в зеркале, мы видим его симметричную форму (рисунок 4).

Это означает, что в зеркале “право” и “лево” меняются местами. Например, зеркальное изображение левой руки представляет для нас как бы правую руку.

Давайте подведем итоги.

Изображение предмета в плоском зеркале:

Построение мнимого изображения предмета

Вы уже узнали определение плоского зеркала и установили его свойства. Теперь давайте рассмотрим, как самостоятельно построить мнимое изображение любого предмета в зеркале.

Пример задачи

Дано:
$\varphi = 40 \degree$

Для решения задачи нам понадобится рисунок 6.

Как мы получили такую картинку? Давайте разберемся.

Теперь можно приступать к решению задачи.

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Применение плоских зеркал

В повседневной жизни нас окружает множество плоских зеркал. Они нашли очень широкое применение как в быту, так и в технике.

Например, плоские зеркала используют в фарах различных автомобилей, прожекторов. И помимо этого, мы можем упомянуть и о дорожных и автомобильных зеркалах (боковых и заднего вида). Многие оптические приборы содержат в своем устройстве одно или несколько зеркал: объективы фотоаппаратов, лазеры, телескопы, перископы).

Перископ – это специальный прибор для наблюдения за поверхностью моря с подводной лодки, идущей на небольшой глубине (рисунок 7).

Также в настоящее время зеркала используются в дизайне интерьеров. С их помощью создается иллюзия пространства – большой объем в небольших помещениях.

Источник

Плоское зеркало

Содержание

Из прошлых уроков вы уже знаете, что свет распространяется прямолинейно в однородной среде, а при столкновении с какой-либо поверхностью – отражается.

Один из видов отражения называется зеркальным. При слове “зеркало” мы представляем себе плоское стекло, на одну сторону которого нанесено специальное покрытие, содержащее серебро. Но в физике зеркалом может считаться любой предмет, имеющий гладкую плоскую поверхность.

У зеркал есть одна интересная особенность, которая нас и будет интересовать в этом уроке. Мы видим в зеркале отражения – себя и окружающих нас предметов.

Мы же видим предметы благодаря свету, но предметы в зеркале – ненастоящие. Что происходит на самом деле? Как это объясняет физика? В данном уроке вы узнаете много нового и интересного о, казалось бы, такой простой и привычной вещи, как зеркало.

Изображение в плоском зеркале

Плоское зеркало – это плоская поверхность, зеркально отражающая свет.

Рассмотрим изображение, которые мы получаем с помощью него.

Рассмотрим все лучи по очереди:

Изображение в плоском зеркале называют мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений.

Построение мнимого изображения светящейся точки

На рисунке 1 мы описали пучок света с помощью трех лучей, чтобы обратить ваше внимание на то изображение, которое попадает в глаза. Для построения такого изображения на чертеже нам хватит выделить всего два луча:
1. Луч, перпендикулярный зеркалу
2. Луч, падающий под углом

Расположение и размеры предмета и его мнимого изображения относительно зеркала

Подтвердим этот факт простым, но очень показательным опытом. Возьмем обычную линейку и вертикально укрепим на ней кусок плоского стекла, как на рисунке 3.

Стекло будет являться полупрозрачным зеркалом. С одной его стороны мы видим зеркальное отражение предметов, а с другой – то, что происходит за этим стеклом.

Также у нас имеются две одинаковые свечи. Одну поставим на расстоянии 3 см от зеркала и зажжем. Мы видим ее отражение в зеркале. Кажется, что оно находится позади стекла.

Наша задача – разместить вторую свечу с другой стороны зеркала так, чтобы она тоже казалась зажженой. Передвигая ее, найдем это положение.

Что мы получили? Незажженная свеча находится именно в том месте, где наблюдается изображение горящей свечи (рисунок 3, а). А теперь взгляните на линейку – за зеркалом свеча находится тоже на 3 см от него. Расстояние от свечи до стекла и от ее изображения до стекла одинаковы.

Итак, мы подошли к интересному выводу.

Мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на том же расстоянии от зеркала, на каком находится сам предмет.

Из этого опыта также очевидно, что высота изображения свечи равна высоте самой свечи (рисунок 3, б). Ведь, передвигая свечу за зеркалом, мы добились того, что она полностью совпала с изображением зажженной свечи.

Размеры изображения предмета в плоском зеркале равны реальным размерам предмета.

Из своего жизненного опыта каждый из нас знает, что когда мы смотрим на изображение предмета в зеркале, мы видим его симметричную форму (рисунок 4).

Это означает, что в зеркале “право” и “лево” меняются местами. Например, зеркальное изображение левой руки представляет для нас как бы правую руку.

Давайте подведем итоги.

Изображение предмета в плоском зеркале:

Построение мнимого изображения предмета

Вы уже узнали определение плоского зеркала и установили его свойства. Теперь давайте рассмотрим, как самостоятельно построить мнимое изображение любого предмета в зеркале.

Пример задачи

Дано:
$\varphi = 40 \degree$

Для решения задачи нам понадобится рисунок 6.

Как мы получили такую картинку? Давайте разберемся.

Теперь можно приступать к решению задачи.

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Применение плоских зеркал

В повседневной жизни нас окружает множество плоских зеркал. Они нашли очень широкое применение как в быту, так и в технике.

Например, плоские зеркала используют в фарах различных автомобилей, прожекторов. И помимо этого, мы можем упомянуть и о дорожных и автомобильных зеркалах (боковых и заднего вида). Многие оптические приборы содержат в своем устройстве одно или несколько зеркал: объективы фотоаппаратов, лазеры, телескопы, перископы).

Перископ – это специальный прибор для наблюдения за поверхностью моря с подводной лодки, идущей на небольшой глубине (рисунок 7).

Также в настоящее время зеркала используются в дизайне интерьеров. С их помощью создается иллюзия пространства – большой объем в небольших помещениях.

Источник

Частная школа. 9 класс

Конспекты, контрольные, тесты

Плоское зеркало

Конспект по физике для 9 класса «Плоское зеркало». Что такое мнимое изображение. Как получается изображение в плоском зеркале. Каковы особенности изображения в плоском зеркале.

Плоское зеркало.

Зеркала играют большую роль в нашей жизни. Глядя в них, мы чистим зубы и причёсываемся. Зеркала в автомобилях позволяют существенно увеличить обзор и помогают в обеспечении безопасности дорожного движения. Изображение в зеркале часто являлось темой различных художественных произведений. Так, одна из самых знаменитых книжек для детей, написанная английским писателем и математиком Льюисом Кэрроллом, в русском переводе называется «Алиса в Зазеркалье» (англ. Through the Looking-Glass and What Alice Found There — «Сквозь зеркало, и Что там увидела Аписа»).

ПЛОСКОЕ ЗЕРКАЛО

Плоскую поверхность, зеркально отражающую свет, называют плоским зеркалом. С плоским зеркалом мы сталкиваемся очень часто в быту. Чистое оконное стекло или поверхность пруда тоже может служить плоским зеркалом.

В древности зеркала делали из листов полированного металла, обычно меди или бронзы. Такие зеркала, как правило, давали нечёткие изображения, потому что они были не идеально плоскими и рассеивали падающий на них свет.

Современные зеркала изготавливаются из плоских листов стекла с нанесённым на них тонким отражающим покрытием из серебра или алюминия на задней поверхности. Стекло защищает покрытие и позволяет сделать его идеально плоским.

Когда предмет находится перед зеркалом, то кажется, что за зеркалом находится такой же предмет. То, что мы видим за зеркалом, называют изображением предмета. Рассмотрим, как возникают изображения предметов в плоском зеркале.

ПОСТРОЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ПЛОСКОМ ЗЕРКАЛЕ

Рассмотрим точечный источник света S, находящийся перед зеркалом. Для простоты из всех лучей, падающих от источника на зеркало, выделим три луча — SO, SO₁, S0₂. По закону отражения каждый из лучей отражается от зеркала под таким же углом, под которым он падает на зеркало. Глаз наблюдателя реагирует именно на этот расходящийся пучок отражённых лучей. Продолжим отражённые лучи в обратном направлении. Тогда они сойдутся в некоторой точке S’, находящейся за зеркалом. Получается, что наблюдатель как будто бы видит пучок света, исходящий от этой точки S’, которая и является изображением источника S. Именно здесь наблюдатель будет видеть получившееся изображение.

Изображение в плоском зеркале называют мнимым, так как оно получается в результате пересечения не реальных лучей света, а их воображаемых продолжений.

Пользуясь признаками равенства треугольников, можно доказать, что ΔSOO₁ = ΔS’OO₁ и SO = S’O.

Если изображение получено пересечением реальных световых лучей, то его называют действительным. Следовательно, изображение предмета за зеркалом находится на таком же расстоянии от него, как и сам предмет.

Установим на столе кусок плоского стекла в вертикальном положении. Оно будет служить полупрозрачным зеркалом, т. е., с одной стороны, при помощи этого стекла можно получать зеркальные отражения, а с другой — можно видеть то, что происходит за этим стеклом. Поместив перед стеклом зажжённую свечу, мы увидим её отражение. Кажется, что отражение свечи располагается позади стекла. Возьмём вторую такую же свечу и, не зажигая её, поставим по другую сторону стекла. Передвигая вторую свечу, найдём положение, при котором она совместится с полученным ранее изображением. Теперь вторая свеча будет казаться также зажжённой.

Измерим расстояния от зажжённой свечи до стекла и от стекла до незажжённой свечи, совмещённой с изображением. Эти расстояния окажутся равными.

Опыт показывает, что мнимое изображение предмета в плоском зеркале находится на таком же расстоянии от зеркала, на каком предмет расположен перед ним. Этот опыт также показывает, что размеры изображения предмета в плоском зеркале равны размерам предмета.

Предмет и его изображение в плоском зеркале представляют собой фигуры, симметричные относительно плоскости зеркала. Это означает, что в зеркале «право» и «лево» меняются местами. Например, посмотрим на изображение правой руки в зеркале. Пальцы на этом изображении расположены так, как будто это рука левая.

Подводя итоги, можно сказать, что изображение предмета в плоском зеркале всегда является: мнимым; прямым, т. е. неперевёрнутым; равным по размеру самому предмету; находящимся на таком же расстоянии за зеркалом, на каком предмет расположен перед ним; симметричным самому предмету.

ПЕРИСКОП

Получение изображения с помощью плоского зеркала используют в устройстве перископа. Этот прибор позволяет видеть над препятствиями. Например, перископы устанавливают на подводных лодках, чтобы увидеть, что происходит на поверхности воды. Также их используют для контроля состояния объектов, представляющих опасность для здоровья человека.

Перископ представляет собой трубу, состоящую из трёх секций: одной вертикальной и двух горизонтальных. В местах соединения горизонтальных и вертикальной секций расположены зеркала. Зеркала параллельны и составляют угол 45° с горизонталью.

Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Плоское зеркало».

Источник

Плоское зеркало

Всего получено оценок: 126.

Всего получено оценок: 126.

Плоское зеркало — это незаменимый предмет домашнего и рабочего обихода. Но такие зеркала также являются очень важными оптическими деталями, которые применяются в конструкциях фото- и киноаппаратов, телескопов, лазеров и других оптических приборах. Рассмотрим физические характеристики этого вида зеркал.

Что такое зеркало с точки зрения физики

Оптическим зеркалом называется тело, обладающее полированной поверхностью правильной формы, способной отражать световые лучи с соблюдением равенства углов падения и отражения, и образующее оптические изображения предметов (в том числе источников света).

Рис. 1. Примеры различных зеркал.

Различают зеркала трех видов — плоские, выпуклые и вогнутые. Качество зеркала тем выше, чем ближе его форма и гладкость поверхности к идеальной. Микронеровности (шероховатости) отражающих поверхностей должны быть малы по сравнению с длиной падающей световой волны.

Основным свойством плоских зеркал является их способность отражать свет без каких-либо искажений и воспроизводить натуральные изображения, и размеры предметов.

История изготовления зеркал насчитывает много веков. Изначально их делали из металлов: серебра, меди, бронзы. Позднее, в XIII веке, появилась технология стеклянных зеркал, которые стали покрывать тонким слоем олова. В настоящее время эта технология усовершенствована с помощью использования высококачественных видов стекла и напыления (нанесения) разных отражающих металлов (серебра, алюминия и др.).

Как возникает изображение в плоском зеркале

Оптическое изображение — это визуализация (картинка), которая получается после прохождения световых лучей через оптическую систему от объекта.

Рис. 2. Мнимое изображение от точечного источника в плоском зеркале.

Представим себе точечный источник света S (свечу или маленькую светодиодную лампочку), стоящий перед зеркалом. Рассмотрим три луча, падающих на зеркало: SA, SB, и SC. С помощью закона отражения света можно построить отраженные лучи AA₁, BB₁ и СС₁. Эти лучи будут расходящимися. Если продолжить эти лучи в противоположном направлении, то они пересекутся в одной точке S₁, расположенной за зеркалом. Как будто эти лучи вышли из точки S₁, хотя, на самом деле, источника света в этой точке нет. В связи с этим точка S₁ называется мнимым (кажущимся) изображением точки S.

Действительное изображение получается, когда после всех преломлений и отражений световые лучи, вышедшие из одной точки объекта, собираются в одну точку. Действительное изображение создают оптические приборы (фотоаппараты, кинопроекторы), в которых применяются собирающие линзы.

Наряду с плоским зеркалом мнимое изображение получается с помощью биноклей и микроскопов.

Какой размер у изображения в плоском зеркале?

Ответ на этот вопрос дает простой эксперимент. Если взять кусок плоского, гладкого стекла, и установить его вертикально, то получится зеркало, через которое можно будет наблюдать предметы за ним, так как часть света будет проходить сквозь стекло, а часть отражаться.

Рис. 3. Размер мнимого изображения в плоском зеркале.

Перед стеклом ставится зажженная свеча. В стекле появляется ее изображение. За стеклом, где мы наблюдаем изображение, ставится еще одна, точно такая же, но незажженная свеча. Если эту свечу поместить в точку, где находится изображение, то она окажется как будто зажженной. Следовательно, реальная, потушенная свеча попала точно на место мнимого изображения.

Измерив два расстояния до стекла — от свечи и от ее изображения, мы убедимся, что они равны. Поскольку размеры свеч равны друг другу, то это означает, что размер изображения в плоском зеркале равен размеру исходного предмета.

Следовательно, при отражении не происходит ни уменьшения, ни увеличения плоским зеркалом размеров объектов.

Посмотрите на себя в обычное, домашнее зеркало. Помахав себе правой рукой, вы увидите, что ваше отражение машет левой рукой. Мало того — ваше правое ухо в зеркале стало “левым” и т.д. При этом в вертикальном направлении отражение все оставило на своих местах. Таким образом, в зеркале мы видим не точную копию предмета, а его зеркально-симметричное отражение.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что зеркала бывают плоскими, выпуклыми и вогнутыми. Плоское зеркало отражает падающий свет практически без искажений и формирует изображения предметов, не отличающиеся от исходных. Мнимое изображение в зеркале располагается симметрично относительно зеркальной поверхности.

Источник