Konstrukcija slik v sferičnih zrcalih. Ravno, sferično ogledalo

Zrcalo, katerega površina je ravnina, imenujemo ravno zrcalo. Sferična in parabolična zrcala imajo različno obliko površine. Ne bomo preučevali ukrivljenih ogledal. V vsakdanjem življenju se najpogosteje uporabljajo ravna ogledala, zato se bomo osredotočili na njih.

Ko je predmet pred ogledalom, se zdi, da je za ogledalom enak predmet. Kar vidimo za ogledalom, imenujemo podoba predmeta.

Zakaj vidimo predmet, kjer ga dejansko ni?

Da bi odgovorili na to vprašanje, poglejmo, kako se slika pojavi v ravno ogledalo. Naj bo pred zrcalom neka svetleča točka S (slika 79). Od vseh žarkov, ki vpadajo iz te točke na ogledalo, bomo zaradi enostavnosti izbrali tri žarke: SO, SO 1 in SO 2. Vsak od teh žarkov se odbija od zrcala po zakonu odboja svetlobe, to je pod istim kotom, pod katerim pade na zrcalo. Po odboju ti žarki vstopijo v opazovalčevo oko v divergentnem snopu. Če odbite žarke nadaljujemo nazaj za zrcalo, se bodo zbližali v neki točki S1. Ta točka je slika točke S. Tu bo opazovalec videl vir svetlobe.

Slika S 1 se imenuje namišljena, ker je pridobljena kot posledica presečišča ne resničnih svetlobnih žarkov, ki niso za ogledalom, temveč njihovih namišljenih nadaljevanj. (Če bi to sliko dobili kot točko presečišča resničnih svetlobnih žarkov, bi jo imenovali resnična.)

Torej je slika v ravnem zrcalu vedno navidezna. Zato, ko se pogledate v ogledalo, pred seboj ne vidite resnične, ampak namišljene podobe. Z znaki enakosti trikotnikov (glej sliko 79) lahko dokažemo, da je S1O = OS. To pomeni, da je slika v ravnem zrcalu od njega oddaljena tako, kot je vir svetlobe pred njim.

Obrnimo se k izkušnjam. Na mizo položimo kos ravnega stekla. Steklo odbija nekaj svetlobe, zato se lahko uporablja kot ogledalo. A ker je steklo prozorno, bomo lahko hkrati videli, kaj je za njim. Pred kozarec postavimo prižgano svečo (slika 80). Za steklom se bo prikazala njegova namišljena podoba (če v podobo plamena postavite kos papirja, ta seveda ne bo zasvetil).

Enako, vendar neprižgano, svečo postavimo na drugo stran kozarca (kjer vidimo sliko) in jo začnemo premikati, dokler se ne poravna s prej dobljeno sliko (hkrati bo videti prižgana). Zdaj pa izmerimo razdalje od prižgane sveče do stekla in od stekla do njene podobe. Te razdalje bodo enake.
Izkušnje tudi kažejo, da je višina podobe sveče enaka višini same sveče.

Če povzamemo, lahko rečemo, da je slika predmeta v ravnem ogledalu vedno: 1) namišljena; 2) ravno, tj. neobrnjeno; 3) po velikosti enaka samemu predmetu; 4) nahaja se na enaki razdalji za ogledalom, kot se nahaja predmet pred njim. Z drugimi besedami, slika predmeta v ravnem zrcalu je simetrična na predmet glede na ravnino zrcala.

Slika 81 prikazuje konstrukcijo slike v ravnem zrcalu. Predmet naj izgleda kot puščica AB. Če želite ustvariti njegovo sliko, morate:

1) spustite navpičnico iz točke A na zrcalo in jo podaljšajte za zrcalom na enaki razdalji, označite točko A 1;

2) spustite navpičnico iz točke B na zrcalo in jo podaljšajte za zrcalom na enaki razdalji, označite točko B 1;

3) povežite točki A 1 in B 1.

Nastali segment A 1 B 1 bo navidezna slika puščice AB.

Na prvi pogled ni razlike med predmetom in njegovo podobo v ravnem ogledalu. Vendar pa ni. Poglej svojo sliko desna roka v ogledalu. Videli boste, da so prsti na tej sliki postavljeni, kot da bi bila leva roka. To ni naključje: zrcalna slika se vedno spreminja z desne na levo in obratno.

Vsakemu ni všeč razlika med desnico in levico. Nekateri ljubitelji simetrije celo poskušajo napisati svoja literarna dela tako, da se berejo enako od leve proti desni in od desne proti levi (takšne obrnjene besedne zveze imenujemo palindromi), na primer: "Vrzi led v zebro, bober, lenuh .”

Zanimivo je, da se živali na svojo podobo v ogledalu odzivajo različno: nekatere je ne opazijo, pri drugih vzbuja očitno radovednost. Najbolj zanimiva je za opice. Ko so v eni od odprtih ograd za opice na steno obesili veliko ogledalo, so se okoli njega zbrali vsi njeni prebivalci. Opice ves dan niso zapustile ogledala in gledale svoje podobe. In šele ko so jim prinesli njihovo najljubšo poslastico, so lačne živali odšle na delavčev poziv. Toda, kot je kasneje povedal eden od opazovalcev živalskega vrta, so po nekaj korakih od ogledala nenadoma opazili, kako odhajajo tudi njihovi novi tovariši iz "zrcala"! Strah, da jih ne bi več videli, se je izkazal za tako velikega, da so se opice, ko so zavrnile hrano, vrnile k ogledalu. Na koncu je bilo treba ogledalo odstraniti.

Ogledala igrajo pomembno vlogo v človekovem življenju, uporabljajo se tako v vsakdanjem življenju kot v tehniki.

Pridobivanje slike z ravnim zrcalom se lahko uporablja na primer v periskop(iz grškega "periskopeo" - poglej okoli, preuči) - optična naprava, ki se uporablja za opazovanje iz rezervoarjev, podmornic in različnih zaklonišč (slika 82).

Vzporedni snop žarkov, ki pada na ravno ogledalo, po odboju ostane vzporeden (slika 83, a). To je vrsta refleksije, ki se imenuje zrcalna. Toda poleg zrcalne refleksije obstaja še ena vrsta refleksije, ko se vzporedni žarek žarkov, ki vpada na katero koli površino, po refleksiji razprši s svojimi mikronepravilnostmi v vse možne smeri (slika 83, b). Ta vrsta odboja se imenuje difuzni,« ustvarjajo ga negladke, hrapave in matirane površine teles.Zahvaljujoč razpršenemu odboju svetlobe postanejo predmeti okoli nas vidni.


1. V čem se ravna zrcala razlikujejo od sferičnih? 2. V katerem primeru se slika imenuje navidezna? veljavno? 3. Opiši sliko v ravnem zrcalu. 4. Kako se zrcalni odboj razlikuje od difuznega? 5. Kaj bi videli okoli sebe, če bi vsi predmeti nenadoma začeli odbijati svetlobo ne razpršeno, ampak zrcalno? 6. Kaj je periskop? Kako je zgrajena? 7. S sliko 79 dokaži, da je slika točke v ravnem zrcalu enako oddaljena od zrcala, kot je dana točka pred njim.

Eksperimentalna naloga. Doma se postavite pred ogledalo. Ali se narava slike, ki jo vidite, ujema z opisom v učbeniku? Na kateri strani je srce vašega zrcalnega dvojnika? Stopite korak ali dva stran od ogledala. Kaj se je zgodilo s sliko? Kako se je spremenila njegova oddaljenost od ogledala? Ali je to spremenilo višino slike?

Cilji lekcije:

– učenci naj poznajo pojem ogledalo;
– učenci morajo poznati lastnosti slike v ravnem zrcalu;
– učenci morajo znati sestaviti sliko v ravnem ogledalu;
– nadaljevati delo na oblikovanju metodoloških znanj in spretnosti, znanja o metodah naravoslovja in jih znati uporabljati;
– nadaljevanje dela na razvijanju eksperimentalnih raziskovalnih sposobnosti pri delu s fizikalnimi instrumenti;
– nadaljevanje razvojnega dela logično razmišljanještudente, razviti sposobnost gradnje induktivnih sklepov.

Organizacijske oblike in metode poučevanja: pogovor, test, individualna anketa, raziskovalna metoda, eksperimentalno delo v paru.

Učni pripomočki: Ogledalo, ravnilo, radirka, periskop, multimedijski projektor, računalnik, predstavitev (Glej. Priloga 1).

Učni načrt:

  1. Preverjanje d/z (test).
  2. Posodabljanje znanja. Določitev teme, ciljev in ciljev lekcije skupaj z učenci.
  3. Učenje novega gradiva, ko učenci delajo z opremo.
  4. Posplošitev eksperimentalnih rezultatov in formulacija lastnosti.
  5. Vadba praktičnih veščin pri konstruiranju slike v ravnem ogledalu.
  6. Povzetek lekcije.

Med poukom

1. Preverjanje d/z (test).

(Učitelj razdeli testne kartice.)

Test: Zakon odseva

  1. Vpadni kot svetlobnega žarka na zrcalno površino je 15 0 . Kakšen je odbojni kot?
    A 30 0
    B 40 0
    Ob 150
  2. Kot med vpadnim in odbitim žarkom je 20 0. Kolikšen bo odbojni kot, če se vpadni kot poveča za 5 0?
    A 40 0
    B 15 0
    Pri 300

Odgovori za test.

Učiteljica: Izmenjajte svoje delo in preverite pravilnost svojega dela tako, da svoje odgovore primerjate s standardom. Ocenite svoje ocene ob upoštevanju kriterijev ocenjevanja (odgovori se beležijo na Zadnja stran deske).

Merila za točkovanje testa:

za oceno "5" - vse;
za oceno "4" - naloga št. 2;
za oceno "3" - naloga št.

Učiteljica: Dobili ste domačo nalogo št. 4, vaja 30 (učbenik Peryshkin A.V.) raziskovalne narave. Kdo je opravil to nalogo? ( Študent dela za tablo in ponuja svojo različico.)

Besedilo naloge: Višina Sonca je takšna, da njegovi žarki z obzorjem oklepajo kot 40°. Narišite (slika 131) in na njej pokažite, kako je treba ogledalo AB postaviti tako, da bo »zajček« prišel na dno vodnjaka.

2. Posodabljanje znanja. Določitev teme, ciljev in ciljev lekcije skupaj z učenci.

Učiteljica: Sedaj pa se spomnimo osnovnih pojmov, ki smo se jih naučili v prejšnjih lekcijah, in se odločimo za temo današnje lekcije.

Zaradi ključna besedašifrirano v križanki.

Učiteljica: Katero ključno besedo ste dobili? OGLEDALO.

Kaj misliš, da je tema današnje lekcije?

Da, tema lekcije: Ogledalo. Konstruiranje slike v ravnem zrcalu.

Odprite zvezke, zapišite datum in temo lekcije.

Aplikacija.Diapozitiv 1.

Učiteljica: Na katera vprašanja bi radi danes odgovorili glede na temo lekcije?

(Otroci postavljajo vprašanja. Učitelj povzema in tako postavlja cilje lekcije.)

Učiteljica:

  1. Raziščite koncept "ogledala". Določite vrste ogledal.
  2. Ugotovite, katere lastnosti ima.
  3. Naučite se graditi podobo v ogledalu.

3. Učenje nove snovi, ko učenci delajo z opremo.

Dejavnost študentov: poslušajte in si zapomnite snov.

Učiteljica: Začnimo preučevati nov material, treba je reči, da so ogledala naslednja:

Učiteljica: Danes bomo podrobneje preučili ravno ogledalo.

Učiteljica: Ravno ogledalo (ali samo ogledalo) imenovana ravna površina, ki zrcalno odbija svetlobo

Učiteljica:V zvezek zapišite diagram in definicijo ogledala.

Dejavnost učencev: zapisovanje v zvezek.

Učiteljica: Razmislite o sliki predmeta v ravnem zrcalu.

Vsi dobro veste, da podoba predmeta v ogledalu nastane za ogledalom, kjer je pravzaprav ni.

Kako to deluje? ( Učitelj predstavi teorijo, učenci pa aktivno sodelujejo.)

Diapozitiv 5 . (Eksperimentalne dejavnosti študentov .)

Poskus 1. Imate na mizi majhno ogledalo. Namestite ga v navpični položaj. Radirko postavite navpično pred ogledalo na kratki razdalji. Zdaj vzemite ravnilo in ga postavite tako, da bo ničla blizu ogledala.

telovadba. Preberite vprašanja na prosojnici in odgovorite nanje. (Vprašanja dela A)

Učenci oblikujejo sklep: navidezna slika predmeta v ravnem zrcalu je od zrcala enako oddaljena kot predmet pred zrcalom.

Diapozitiv 6. (Eksperimentalne dejavnosti študentov . )

Poskus 2. Zdaj vzemite ravnilo in ga postavite navpično vzdolž radirke.

telovadba. Preberite vprašanja na prosojnici in odgovorite nanje. (vprašanja dela B)

Učenci oblikujejo sklep: dimenzije podobe predmeta v ravnem zrcalu so enake dimenzijam predmeta.

Naloge za poskuse.

Diapozitiv 7. (Eksperimentalne dejavnosti študentov.)

Poskus 3. Na radirko na desni nariši črto in jo ponovno postavi pred ogledalo. Ravnilo se lahko odstrani.

telovadba. Kaj si videl?

Učenci oblikujejo sklep: predmet in njegove slike so simetrične figure, vendar niso enake

4. Posplošitev eksperimentalnih rezultatov in formulacija lastnosti.

Učiteljica: Torej, te zaključke lahko imenujemo lastnosti ravnih ogledal, jih še enkrat naštejmo in zapišimo v zvezek.

Diapozitiv 8 . (Učenci si v zvezek zapišejo lastnosti ogledal.)

  • Navidezna slika predmeta v ravnem zrcalu je na enaki razdalji od zrcala kot predmet pred zrcalom.
  • Mere slike predmeta v ravnem ogledalu so enake dimenzijam predmeta.
  • Predmet in njegove slike so simetrične figure, vendar ne enake.

Učiteljica:Pozor na diapozitiv. Rešujemo naslednje naloge (učitelj vpraša več otrok za odgovor, nato pa en učenec oriše potek svojega razmišljanja, ki temelji na lastnostih zrcal).

Aktivnosti študentov: Aktivno sodelovanje v razpravah o analizi problema.

1) Človek stoji na razdalji 2 m od ravnega ogledala. Na kakšni razdalji od ogledala vidi svojo podobo?
A 2m
B 1m
Pri 4m

2) Oseba stoji na razdalji 1,5 m od ravnega ogledala. Na kakšni razdalji od sebe vidi svojo podobo?
1,5 m
B 3m
Pri 1m

5. Vadba praktičnih veščin pri konstruiranju slike v ravnem ogledalu.

Učiteljica: Tako smo se naučili, kaj je ogledalo, ugotovili njegove lastnosti, zdaj pa se moramo naučiti zgraditi sliko v ogledalu ob upoštevanju zgornjih lastnosti. Z mano delamo v svojih zvezkih. ( Učitelj dela na tabli, učenci v zvezku.)

Pravila za ustvarjanje slike Primer
  1. Na zrcalo prilepimo ravnilo tako, da ena stranica pravega kota leži ob zrcalu.
  2. Ravnilo premaknemo tako, da točka, ki jo želimo sestaviti, leži na drugi strani pravi kot
  3. Iz točke A potegnemo premico do zrcala in jo podaljšamo čez zrcalo za enako razdaljo in dobimo točko A 1.
  4. Vse naredimo podobno za točko B in dobimo točko B 1
  5. Povežemo točko A 1 in točko B 1, dobimo sliko A 1 B 1 predmeta AB.

Torej mora biti slika enake velikosti kot predmet, ki se nahaja za ogledalom na enaki razdalji kot predmet pred ogledalom.

6. Povzetek lekcije.

Učiteljica: Uporaba ogledala:

  • v vsakdanjem življenju (večkrat na dan preverimo, ali smo videti dobro);
  • v avtomobilih (vzvratna ogledala);
  • v atrakcijah (soba smeha);
  • v medicini (zlasti v zobozdravstvu) in na številnih drugih področjih je periskop še posebej zanimiv;
  • periskop (uporablja se za opazovanje s podmornice ali iz jarkov), demonstracija naprave, vključno z domačimi.

Učiteljica: Se spomnimo, kaj smo se danes naučili pri pouku?

Kaj je ogledalo?

Kakšne lastnosti ima?

Kako sestaviti sliko predmeta v ogledalu?

Katere lastnosti upoštevamo pri gradnji slike predmeta v ogledalu?

Kaj je periskop?

Dejavnost študentov: odgovori na zastavljena vprašanja.

Domača naloga: §64 (učbenik A.V. Peryshkin, 8. razred), opombe v zvezku za izdelavo periskopa po želji št. 1543, 1549, 1551,1554 (problem V.I. Lukashik).

Učiteljica: Nadaljuj stavek...

odsev:
Danes sem se v razredu naučil...
Danes sem užival v lekciji ...
Današnja lekcija mi ni bila všeč ...

Podeljevanje ocen za lekcijo (učenci jih dajo in pojasnijo, zakaj so dali prav to oceno).

Rabljene knjige:

  1. Gromov S.V. Fizika: Učbenik za splošno izobraževanje učbenik ustanove/ S. V. Gromov, N. A. Rodina. – M.: Izobraževanje, 2003.
  2. Zubov V. G., Šalnov V. P. Problemi v fiziki: Priročnik za samoizobraževanje: Študijski vodnik – M.: Nauka. Glavno uredništvo fizikalne in matematične literature, 1985.
  3. Kamenetsky S. E., Orehov V. P. Metode reševanja problemov fizike v srednji šoli: knjiga. za učitelja. – M.: Izobraževanje, 1987.
  4. Koltun M. Svet fizike. Založba "Otroška književnost", 1984.
  5. Maron A.E. Fizika. 8. razred: Izobraževalni in metodološki priročnik/ A. E. Maron, E. A. Maron. M.: Bustard, 2004.
  6. Metodika poučevanja fizike v 6.–7. razredu Srednja šola. Ed. V. P. Orehov in A. V. Usova. M., "Razsvetljenje", 1976.
  7. Periškin A.V. Fizika. 8. razred: Učbenik. za splošno izobraževanje učbenik ustanove – M.: Bustard, 2007.

Poiščimo povezavo med optično karakteristiko in razdaljami, ki določajo položaj predmeta in njegovo sliko.

Naj bo predmet določena točka A, ki se nahaja na optični osi. Z uporabo zakonov odboja svetlobe bomo sestavili sliko te točke (slika 2.13).

Označimo razdaljo od predmeta do pola zrcala (AO) in od pola do slike (OA).

Razmislite o trikotniku APC, to ugotovimo

Iz trikotnika APA dobimo to
. Iz teh izrazov izločimo kot
, saj je edini, ki se ne zanaša na ALI.

,
oz

(2.3)

Koti ,, temeljijo na ALI. Naj bodo obravnavani žarki paraksialni, potem so ti koti majhni in so zato njihove vrednosti v radianski meri enake tangentu teh kotov:

;
;
, kjer je R=OC, polmer ukrivljenosti zrcala.

Zamenjajmo nastale izraze v enačbo (2.3)

Ker smo prej ugotovili, da je goriščna razdalja povezana s polmerom ukrivljenosti zrcala, torej

(2.4)

Izraz (2.4) imenujemo zrcalna formula, ki se uporablja samo s pravilom predznaka:

Razdalje ,,
veljajo za pozitivne, če jih štejemo vzdolž žarka, in za negativne drugače.

Konveksno ogledalo.

Oglejmo si nekaj primerov konstruiranja slik v konveksnih ogledalih.

1) Predmet se nahaja na razdalji, večji od polmera ukrivljenosti. Konstruiramo sliko končnih točk predmeta A in B. Uporabimo žarke: 1) vzporedne z glavno optično osjo; 2) žarek, ki gre skozi optično središče zrcala. Dobimo namišljeno, pomanjšano, neposredno sliko (slika 2.14)

2) Predmet se nahaja na razdalji, ki je enaka polmeru ukrivljenosti. Imaginarna slika, zmanjšana, neposredna (slika 2.15)

Gorišče konveksnega zrcala je namišljeno. Formula konveksnega zrcala

.

Pravilo predznaka za d in f ostaja enako kot za konkavno zrcalo.

Linearna povečava predmeta je določena z razmerjem med višino slike in višino samega predmeta.

. (2.5)

Tako se ne glede na lokacijo predmeta glede na konveksno ogledalo slika vedno izkaže za navidezno, ravno, zmanjšano in se nahaja za ogledalom. Medtem ko so slike v konkavnem zrcalu bolj raznolike, so odvisne od lokacije predmeta glede na zrcalo. Zato se pogosteje uporabljajo konkavna ogledala.

Ko smo preučili principe konstruiranja slik v različnih ogledalih, razumeli smo delovanje tako različnih instrumentov, kot so astronomski teleskopi in povečevalna ogledala v kozmetičnih napravah in medicinski praksi, nekatere naprave lahko oblikujemo sami.

Zrcalni odboj, difuzni odboj

Ravno ogledalo.

Najenostavnejši optični sistem je ravno ogledalo. Če vzporedni snop žarkov, ki vpada na ravno površino med dvema medijema, po odboju ostane vzporeden, se odboj imenuje zrcalo, sama površina pa ravno zrcalo (slika 2.16).

Slike v ravnih ogledalih so zgrajene na podlagi zakona odboja svetlobe. Točkovni vir S (slika 2.17) proizvaja divergentni žarek svetlobe, sestavimo odbiti žarek. Obnovimo pravokotno na vsako vpadno točko in upodobimo odbiti žarek iz pogoja Ða = Ðb (Ða 1 = Ðb 1, Ða 2 =b 2 itd.) Dobimo divergentni snop odbitih žarkov, te žarke nadaljujemo, dokler ne sekata, je točka njunega presečišča S ¢ slika točke S, ta slika bo namišljena.

Podobo premice AB lahko sestavimo tako, da povežemo premico podobe dveh končnih točk A¢ in B¢. Meritve pokažejo, da je ta slika na enaki razdalji za zrcalom, kot je predmet pred zrcalom in da so dimenzije njene slike enake dimenzijam predmeta. Slika, ki nastane v ravnem ogledalu, je obrnjena in navidezna (glej sliko 2.18).

Če je zrcalna površina hrapava, potem odsev narobe in svetloba se razprši, oz difuzno odsev (slika 2.19)

Razpršeni odboj je veliko bolj prijeten za oko kot odboj od gladkih površin, t.i pravilno refleksija.

Leče.

Leče so tako kot zrcala optični sistemi, tj. lahko spremeni pot svetlobnega žarka. Leče so lahko različnih oblik: sferične, cilindrične. Osredotočili se bomo samo na sferične leče.

Prozorno telo, ki ga omejujejo dve sferični ploskvi, imenujemo objektiv.

Ravnica, na kateri ležijo središča sferičnih ploskev, se imenuje glavna optična os leče. Glavna optična os leče seka sferični ploskvi v točkah M in N – to sta oglišči leče. Če lahko razdaljo MN zanemarimo v primerjavi z R 1 in R 2, potem se leča imenuje tanka. V tem primeru (×)M sovpada z (×)N in potem (×)M imenujemo optično središče leče. Vse ravne črte, ki potekajo skozi optično središče leče, razen glavne optične osi, se imenujejo sekundarne optične osi (slika 2.20).

Zbirne leče . Fokus Zbirna leča je točka, kjer se žarki, vzporedni z optično osjo, sekajo po lomu v leči. Gorišče zbiralne leče je resnično. Gorišče, ki leži na glavni optični osi, se imenuje glavno žarišče. Vsaka leča ima dve glavni žarišči: sprednji (s strani vpadnih žarkov) in zadnji (s strani lomljenih žarkov). Ravnino, v kateri ležijo žarišča, imenujemo goriščna ravnina. Goriščna ravnina je vedno pravokotna na glavno optično os in poteka skozi glavno žarišče. Razdalja od središča leče do glavnega žarišča se imenuje glavna goriščna razdalja F (slika 2.21).

Za sestavo slike katere koli svetlobne točke je treba slediti poteku katerih koli dveh žarkov, ki vpadata na lečo in se v njej lomita, dokler se ne sekata (ali sekata njuno nadaljevanje). Slika razširjenih svetlečih predmetov je zbirka slik njegovih posameznih točk. Najprimernejši žarki, ki se uporabljajo pri gradnji slik v lečah, so naslednji karakteristični žarki:

1) žarek, ki pade na lečo vzporedno z neko optično osjo, bo po lomu šel skozi žarišče, ki leži na tej optični osi.

2) žarek, ki potuje vzdolž optične osi, ne spremeni svoje smeri

3) žarek, ki gre skozi sprednji fokus, bo po lomu v leči šel vzporedno z glavno optično osjo;

Slika 2.25 prikazuje konstrukcijo slike točke A predmeta AB.

Poleg naštetih žarkov pri konstruiranju slik v tanke leče uporabite žarke, vzporedne z neko sekundarno optično osjo. Upoštevati je treba, da žarki, ki vpadajo na zbirno lečo v žarku, vzporednem s sekundarno optično osjo, sekajo zadnjo goriščno ploskev na isti točki kot sekundarna os.

Formula tanke leče:

, (2.6)

kjer je F goriščna razdalja leče; D je optična moč leče; d je razdalja od predmeta do središča leče; f je razdalja od središča leče do slike. Pravilo znakov bo enako kot pri ogledalu: vse razdalje do realnih točk se štejejo za pozitivne, vse razdalje do namišljenih točk pa za negativne.

Linearna povečava, ki jo daje leča, je

, (2.7)

kjer je H višina slike; h je višina predmeta.

Razpršilne leče . Žarki, ki padajo na divergentno lečo v vzporednem žarku, se razhajajo tako, da se njihovi podaljški sekajo v točki, imenovani imaginarni fokus.

Pravila za pot žarkov v divergentni leči:

1) žarki, ki padajo na lečo vzporedno z neko optično osjo, bodo po lomu potovali tako, da bodo njihova nadaljevanja prešla skozi žarišče, ki leži na optični osi (slika 2.26):

2) žarek, ki potuje vzdolž optične osi, ne spremeni svoje smeri.

Formula razpršilne leče:

(pravilo znakov ostaja enako).

Slika 2.27 prikazuje primer slikanja v divergentnih lečah.

Konstrukcija slik v zrcalih in njihove značilnosti.

Sliko poljubne točke A predmeta v sferičnem zrcalu lahko sestavimo s poljubnim parom standardnih žarkov: Za sestavo podobe poljubne točke A predmeta je treba najti presečišče poljubnih dveh odbitih žarkov oz. njihovi podaljški, najbolj priročni so žarki, ki potekajo, kot je prikazano na slikah 2.6 – 2.9

2) žarek, ki gre skozi žarišče, bo po odboju šel vzporedno z optično osjo, na kateri leži to žarišče;

4) žarek, ki vpada na pol zrcala, gre po odboju od zrcala simetrično na glavno optično os (AB=BM)

Oglejmo si nekaj primerov konstruiranja slik v konkavnih ogledalih:

2) Predmet se nahaja na razdalji, ki je enaka polmeru ukrivljenosti zrcala. Slika je resnična, po velikosti enaka velikosti predmeta, obrnjena, nahaja se strogo pod predmetom (slika 2.11).

riž. 2.12

3) Predmet se nahaja med goriščem in polom zrcala. Slika – navidezna, povečana, neposredna (slika 2.12)

Zrcalna formula

Poiščimo povezavo med optično karakteristiko in razdaljami, ki določajo položaj predmeta in njegovo sliko.

Naj bo predmet določena točka A, ki se nahaja na optični osi. Z uporabo zakonov odboja svetlobe bomo sestavili sliko te točke (slika 2.13).

Označimo razdaljo od predmeta do pola zrcala (AO) in od pola do slike (OA¢).

Razmislite o trikotniku APC, to ugotovimo

Iz trikotnika APA¢ dobimo to . Iz teh izrazov izključimo kot, saj je edini, ki se ne opira na OR.

, oz

(2.3)

Koti b, q, g počivajo na OR. Naj bodo obravnavani žarki paraksialni, potem so ti koti majhni in so zato njihove vrednosti v radianski meri enake tangentu teh kotov:

; ; , kjer je R=OC, polmer ukrivljenosti zrcala.

Zamenjajmo nastale izraze v enačbo (2.3)

Ker smo prej ugotovili, da je goriščna razdalja povezana s polmerom ukrivljenosti zrcala, torej

(2.4)

Izraz (2.4) imenujemo zrcalna formula, ki se uporablja samo s pravilom predznaka:

Razdalje , , se štejejo za pozitivne, če so izmerjene vzdolž poti žarka, in negativne drugače.

Konveksno ogledalo.

Oglejmo si nekaj primerov konstruiranja slik v konveksnih ogledalih.

2) Predmet se nahaja na razdalji, ki je enaka polmeru ukrivljenosti. Imaginarna slika, zmanjšana, neposredna (slika 2.15)

Gorišče konveksnega zrcala je namišljeno. Formula konveksnega zrcala

.

Pravilo predznaka za d in f ostaja enako kot za konkavno zrcalo.

Linearna povečava predmeta je določena z razmerjem med višino slike in višino samega predmeta.

. (2.5)

Tako se ne glede na lokacijo predmeta glede na konveksno ogledalo slika vedno izkaže za navidezno, ravno, zmanjšano in se nahaja za ogledalom. Medtem ko so slike v konkavnem zrcalu bolj raznolike, so odvisne od lokacije predmeta glede na zrcalo. Zato se pogosteje uporabljajo konkavna ogledala.

Ko smo preučili principe konstruiranja slik v različnih ogledalih, smo razumeli delovanje tako različnih instrumentov, kot so astronomski teleskopi in povečevalna ogledala v kozmetičnih napravah in zdravniška praksa, lahko nekatere naprave oblikujemo sami.