Konkav spegel

Vad är en konkav spegel?

han Konkav spegel o Konvergent är en nästan alltid sfärisk form, där den reflekterande ytan är på den inre sidan av sfären eller snarare av den. Andra böjda former är också möjliga, till exempel parabola.

Med böjda speglar, såsom den konkava spegeln, är det möjligt att uppnå olika bilder: ökad, minskad eller till och med inverterad. Ökade bilder underlättar visualisering av de fina detaljerna i ett objekt.

I en konkav spegel uppnås ökningen tack vare det faktum att krökningen gör det möjligt att fokusera ljuset mycket lik hur en lins gör.

Spegeln fungerar som visas i den övre figuren. Strålarna med horisontella ljusa incidenter kommer från vänster, där det finns en avlägsen fontän, till exempel solen. Dessa strålar uppfyller reflektionslagen, som säger att incidensvinkeln för ljusstrålen är lika med dess reflektionsvinkel.

Efter reflektion korsar strålarna vid en speciell punkt, punkten f o Brännpunkt, För det är här ljuset fokuserar. Att placera föremål på olika platser på axeln som passerar genom C, F och V, de olika bilderna erhålls.

Till exempel, mellan kontaktpunkten och spegelns toppunkt är till exempel den perfekta platsen att placera ansiktet när man sminkar eller rakar, för på detta sätt uppnås en bild med en stor detalj som inte är möjlig med en platt spegel.

Egenskaper hos en konkav spegel

Innan vi ser hur bilden bildas analyserar vi noggrant de punkter och avstånd som presenteras i denna illustration:

Bana av parallella ljusstrålar i en sfärisk och konkav spegel. Källa: Thomas, W. Konceptuell fysik.

-Mitten av sfären som spegeln tillhör är vid punkt C och R är dess radie. Till punkt C är känd som Krökningscentrum Och r är Krökningsradie.

-Punkt V är vertex av spegeln.

Det kan tjäna dig: Mekanisk kraft: Vad är, applikationer, exempel

-Linjen som ansluter sig till punkterna C, F och V är känd som optisk axel av spegeln och är vinkelrätt mot ytan. En stråle som påverkar dessa punkter återspeglas i samma riktning och motsatt riktning.

-Reflektionen av infallande strålar parallellt med den optiska axeln korsar vid punkt F, kallad Brännpunkt av spegeln.

-Observera att punkt F är ungefär halvvägs mellan C och V.

-På avståndet mellan F och V, betecknade som F,  det kallas brännvidd Och det beräknas som:

F = r/2

Grafisk metod

Som nämnts ovan, beroende på den punkt där objektet placeras, erhålls flera bilder, som enkelt visas genom den grafiska metoden för speglarna.

Denna metod består av att rita ljusstrålar från strategiska punkter i objektet och observera hur de återspeglas på den spekulära ytan. Bilden erhålls genom att förlänga dessa reflektioner och titta var de korsar varandra.

På detta sätt är det känt om bilden är större eller mindre, verklig eller virtuell - om den bildas bakom spegeln - och höger eller inverterad.

Exempel på konkava speglar

Låt oss titta på några exempel på bilder som erhållits av konkava speglar:

Objekt mellan F och V

Att placera objektet mellan punkterna f och v kan vi få en förstärkt virtuell bild. För att visualisera det dras tre huvudstrålar, som visas i den lägre illustrationen:

Huvudstrålar som lämnar objektet placerat mellan fokus och toppning av den konkava spegeln. Bilden som erhålls är virtuell, förstärkt och rätt. Källa: Thomas, W. Konceptuell fysik.

-Ray 1, som lämnar lågan vid punkt P, är parallell med den optiska axeln och reflekteras genom F.

Kan tjäna dig: elektriska egenskaper hos material

-Ray 2: Det påverkar på ett sådant sätt att det återspeglas i parallell riktning till den optiska axeln.

-Slutligen Ray 3, som är radiell, anländer vinkelrätt mot spegeln och återspeglas i motsatt riktning, genom C.

Observera att reflektionslagen uppfylls på samma sätt som i den platta spegeln, med skillnaden att den normala till ytan på den böjda spegeln förändras kontinuerligt.

Egentligen räcker två strålar för att hitta bilden. I det här fallet, förlänger de tre strålarna, korsar alla vid en p 'bakom spegeln, där bilden bildas. Denna bild är virtuell -i verkligheten korsas inte av någon ljus stråle -är rätt och är också större än originalet.

Objekt mellan c och f

När objektet är mellan kontaktpunkten och spegelns centrum är bilden som bildas verklig -det är inte beläget bakom spegeln, men framför den ökas och inverteras.

Bild av ett föremål placerat mellan mitten och fokus för en konkav spegel. Källa: Giambattista, a. Fysik.

Objekt bortom mitten

I den nedre illustrationen visas bilden som bildas av ett objekt bort från spegeln. Bilden bildas i detta fall mellan kontaktpunkten F och centrum för krökning C. Det är en riktig bild, inverterad och mindre än själva objektet.

Bild av ett objekt som ligger utanför mitten av en konkav spegel. Källa: f. Modifierad sko av Juan Carlos Collantes.

Lateral förstoring

Vi kan fråga oss själva hur förstärkta eller minskade är den bild som erhålls av den konkava spegeln, för detta lateral förstoring, betecknar som m. Det ges av kvoten mellan bildstorleken och objektets storlek:

Det kan tjäna dig: vad är dalen i fysiken? (Med exempel)

M = bildstorlek / objektstorlek

Bilden som bildas av en spegel kan vara mindre än objektets storlek, men M kallas fortfarande förstoring eller öka sida.

Konkava Mirro -applikationer

Ägandet av konkava speglar för att förstora bilderna används i viktiga applikationer som sträcker sig från det personliga arrangemanget till att få energier Rena.

Förstoringsspeglar

De används ofta i toalettbordet för personligt arrangemang: smink, rakning och knut slips.

Optisk reflektionsteleskop

Det första reflektionsteleskopet skapades av Isaac Newton och använder en konkav spegel plus en okulär lins. En av speglarna i Cassesegrain -teleskopet är konkav och paraboliskt och används för att samla ljuset vid kontaktpunkten.

Tandspeglar

Tandspegel

Tandläkare använder också konkava speglar för att få en förstärkt bild av tandprotesen för att kunna undersöka tandläkare och tandkött med största möjliga detalj.

Bilstrålkastarna

I de främre lamporna på bilar placeras glödtråden vid en konkav spegel. Ljusstrålarna har sitt ursprung i glödtråden återspeglas i en stråle av parallella strålar.

Spegeln är ofta sfärisk, men ibland används den paraboliska formen, vilket har fördelen att reflektera i en parallell stråle alla strålar som kommer från kontaktpunkten och inte bara de som är nära den optiska axeln.

Solkoncentratorer

Ljuset från en avlägsen fontän som solen kan fokusera på en punkt genom den konkava spegeln. Tack vare detta är värmen koncentrerad vid den punkten. I stor skala, med denna värme kan du värma en vätska, till exempel vatten eller olja.

Det här är koncentration termosolär energi som försöker producera elektricitet som aktiverar en turbin som drivs av solens koncentrerade värme vid en punkt. Det är ett alternativt förfarande till den halvledande fotovoltaiska cellen.

Referenser

1. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
2. Giambattista, a. 2010. Fysik. 2: a. Ed. McGraw Hill.
3. Fysikklassrummet. Ray -diagram för föreställningsspeglar. Återhämtat sig från: fysikklassrum.com.
4. Thomas, w. 2008. Konceptuell fysik. McGraw Hill.
5. Tippens, s. 2011. Fysik: koncept och applikationer. Sjunde upplagan. McGraw Hill.