Този урок е за плоско огледало. Ще научите видове огледала и видове оптични изображения. Запознайте се с общите характеристики на изображенията в плоски огледала, както и с огледалното и дифузно отражение и поглъщане на светлина. В края на урока са Интересни фактиотносно огледалата.

В днешния урок ще говорим за огледала или по-скоро за плоско огледало.

Огледалото е гладка повърхност, която отразява радиацията (фиг. 1). Оптичните огледала обикновено са полирани метали или стъкла, които отразяват почти всичко Видима светлина(фиг. 2).

Ориз. 1. Огледало

Ориз. 2. Оптично огледало

Огледалата биват три вида - плоски, вдлъбнати и изпъкнали.

Плоските огледала отразяват лъчението без изкривяване и дават изображение, близко до оригинала (фиг. 3).

Ориз. 3. Отражение в плоско огледало

Вдлъбнати - концентрират енергията на излъчване (фиг. 4).

Ориз. 4. Отражение във вдлъбнато огледало

Изпъкнал - разпръснат (фиг. 5).

Ориз. 5. Отражение в изпъкнало огледало

В днешния урок ще говорим повече за плоско огледало.

Самолетното огледало е плоска повърхност, огледално отразяваща светлината (фиг. 6).

Ориз. 6. Плоско огледало

Нека разгледаме как се формира изображение в плоско огледало.

Нека различен лъч светлина пада от точков източник на светлина върху повърхността на плоско огледало. От набора от падащи лъчи избираме лъчите и . Използвайки законите за отразяване на светлината, ние конструираме отразените лъчи , ,.

Ориз. . Изграждане на отразени лъчи

Тези лъчи също ще преминат в различен лъч. Ако ги продължите в обратна посока, всички те ще се пресичат в една точка, разположена зад огледалото. Ще ни се струва, че тези лъчи излизат от точката, въпреки че в действителност в тази точка няма източник на светлина. Следователно точката се нарича въображаем образ на точката.

Ориз. . Изграждане на виртуален образ в огледало

Огледално и дифузно отражение на светлината. абсорбция на светлина

Вечер, когато светлината в стаята свети, можем да видим отражението си в стъклото на прозореца, но щом дръпнем завесите, изображението изчезва. Не виждаме отражението си в тъканта.

Това се дължи на две физични явления. Едно от тях е отражението на светлината.

За да се появи изображение, светлината трябва да отскача от огледална повърхност. Ако светлината се отразява от неравна и грапава повърхност, тогава такова отражение се нарича дифузно или дифузно (фиг. 9).

Ориз. 9. Отражение на светлината от огледални и грапави повърхности

На такава повърхност не може да се получи изображение. Дори някои повърхности, които са гладки на допир, като парче пластмаса или корицата на книга, не са достатъчно гладки за светлина, светлината, отразяваща се от такива повърхности, е дифузна.

други физическо явлениекоето влияе върху способността да се вижда изображението, е абсорбцията на светлина. Физическите тела могат не само да отразяват светлината, но и да я абсорбират. Най-добрият отражател на светлина е огледалото, то отразява повече от 90% от светлината, която пада върху него. Белите тела също са добри отражатели, поради което в слънчев зимен ден, когато всичко е бяло от сняг, ние примижаваме, предпазвайки очите си от ярка светлина. Но черната повърхност поглъща почти цялата светлина, например можете да гледате черно кадифе, без да присвивате, дори и при най-ярката светлина.

Нека да поговорим какви видове оптични изображения съществуват и какво е оптично изображение.

Оптичното изображение е картина, получена от преминаването на светлинни лъчи, разпространяващи се от обект през оптична система и възпроизвеждаща неговите контури и детайли.

Има два случая: реално изображение и виртуално изображение.

Реално изображение се създава, когато след всички отражения и пречупвания лъчите, които излизат от една точка на обекта, се събират в една точка (фиг. 10).

Ориз. 10. Реална картина

Действителното изображение не може да се види директно; неговата проекция може да се види чрез поставяне на разсейващи екрани. Реалното изображение се създава от такива оптични системи като обектива на кинопроектор или камера или събирателна леща (фиг. 11).

Ориз. Оптични системи

Въображаемо изображение е изображение, което може да се види с окото.

В този случай всяка точка от обекта съответства на сноп от лъчи, излизащи от оптичната система, които, ако се продължат обратно в права линия, биха се събрали в една точка. Изглежда, че лъчът излиза оттам.

Виртуалното изображение се създава от системи като бинокъл, микроскоп, отрицателна или положителна леща, лупа и плоско огледало. Плоското огледало дава точно виртуален образ.

Интересни факти

Има така наречените полупрозрачни огледала или, както понякога се наричат, огледални или едностранни очила.

Такива очила се използват за тайно наблюдение на хора с цел контрол на поведението или шпионаж. В този случай шпионинът е в тъмна стая, а обектът на наблюдение е в светла (фиг. 12). Принципът на действие на огледалното стъкло е, че мътният шпион не се вижда на фона на ярко огледално отражение. Няма полупрозрачни огледала, които пропускат светлина в едната посока, а не в другата.

Ориз. 12 Стая с полупрозрачно огледало

Не толкова отдавна в новите американски атракции на ужасите се появиха огледални лабиринти. В Русия първите огледални лабиринти се появяват в Санкт Петербург и придобиват голяма популярност в развлекателната индустрия.

Нека направим демонстрация, с помощта на която ще разберем как са разположени обектът и неговият образ спрямо плоско огледало.

Да вземем плоско стъкло, фиксирано вертикално. От едната страна на стъклото ще инсталираме горяща свещ, от другата страна - точно същата, но не свети. Премествайки незапалена свещ, ще намерим нейното местоположение, когато тази свещ ще изглежда да гори. В този случай незапалената свещ ще бъде на мястото, където в стъклото се наблюдава изображението на горяща свещ.

Да изобразим схематично разположението на чашата - права линия, запалена свещ и незапалена свещ.

Тази точка показва и местоположението на изображението на запалена свещ (фиг.). Ако сега свържем точките и и направим необходимите измервания, тогава ще се уверим, че линията е перпендикулярна на сегмента и дължината на сегмента е равна на дължината на сегмента.

Ориз. . Местоположение на изображението на горяща свещ

Ще проведем серия от демонстрации, които ще ни позволят да характеризираме изображения в плоски огледала.

Вземете плоско огледало, линийка и гумичка. Първо подредете линийката така, че нейната нула да е близо до огледалото (фиг.).

Ориз. . Разстоянието от огледалото до обекта и неговия образ

В резултат на това ще видим, че разстоянието от огледалото до обекта е равно на разстоянието от огледалото до изображението на обекта в огледалото. Нека направим знак върху гумичката. Ще видим, че изображението в огледалото е симетрично на самия обект, но не е идентично (фиг. ).

Ориз. . Симетрията на обекта и неговия образ в огледалото

Чрез демонстрациите можете да инсталирате Основни характеристикиизображения в плоски огледала:

1. Плоско огледало дава виртуално изображение на обект.
2. Изображението на обект в плоско огледало е равно по размер на самия обект и се намира на същото разстояние от огледалото като обекта.
3. Права линия, която съчетава точка от обект със съответната точка от изображението на обекта в огледалото, е перпендикулярна на повърхността на огледалото.

Разрешаване на проблем

Задача №1

Защо линейките са написани с главата надолу?

Решение

Водачите на други превозни средства трябва бързо и точно да идентифицират линейката в потока от други превозни средства, за да й дадат път. Тази ситуация възниква, когато линейка трябва да изпревари кола и водачът може да я види само в огледалото за обратно виждане.

Както вече знаем, образът в огледалото не е идентичен, а е симетричен. Ето защо на линейката те пишат текста „обърнат“, така че водачът в огледалото за обратно виждане да вижда правилния надпис и да може да направи необходимите маневри своевременно.

Задача №2

Каква е минималната височина на плоското огледало, за да можете да се видите в него?

Решение

Изображението в огледалото е равно на обекта пред огледалото и е на същото разстояние от огледалото като обекта. Нека нарисуваме картина, изобразяваща човек, стоящ пред огледало (фиг. 16).

Ориз. 16. Изображение на човек, стоящ пред огледало

Човек - образът на човек в огледалото, точката е човешкото око. За да бъде огледалото минимален размер, ръбовете на огледалото и трябва да са разположени на прави линии и . Ако точката е по-висока от тази линия, тогава тя може да бъде намалена чрез намаляване на височината на огледалото.

И ако е под правата линия, тогава няма да видим част от главата на нашето изображение в огледалото.

Отсечка, успоредна на правите и и разположена на същото разстояние от тях. Така че това средна линиятриъгълник. Нека е равна на половината от основата на триъгълника или половината от височината на човек (фиг. 17).

Всички отразяващи повърхности в хода на училищната физика обикновено се наричат ​​огледала. две геометрични формиогледала:

• апартамент
• сферична

- отразяваща повърхност, чиято форма е равнина. Изграждането на изображение в плоско огледало се основава на , което в общия случай може дори да бъде опростено (фиг. 1).

Ориз. 1. Плоско огледало

Нека източникът в нашия пример е точка А (точков източник на светлина). Лъчите от източник се разпространяват във всички посоки. За да се намери позицията на изображението, е достатъчно да се анализира хода на всеки два лъча и да се намери чрез конструиране точката на тяхното пресичане. Първият лъч (1) ще бъде пуснат под произволен ъгъл спрямо равнината на огледалото и, според , по-нататъшното му движение ще бъде под ъгъл на отражение, равен на ъгъла на падане. Вторият лъч (2) също може да бъде пуснат под произволен ъгъл, но е по-лесно да го начертаете перпендикулярно на повърхността, тъй като в този случай той няма да претърпи пречупване. Продълженията на лъчи 1 и 2 се събират в точка B, в нашия случай тази точка е точката A (въображаема) (фиг. 1.1).

Триъгълниците, получени на фигура 1.1, обаче са еднакви (при два ъгъла и обща страна), тогава като правило за конструиране на изображение в плоско огледало можем да вземем: когато конструирате изображение в плоско огледало, достатъчно е от източник А да спуснете перпендикуляра към равнината на огледалото и след това да продължите този перпендикуляр до същата дължина от другата страна на огледалото(фиг. 1.2) .

Нека използваме тази логика (фиг. 2).

Ориз. 2. Примери за конструкция в плоско огледало

В случай на неточков обект е важно да запомните, че формата на обекта в плоско огледало не се променя. Ако вземем предвид, че всеки обект всъщност се състои от точки, тогава в общия случай е необходимо да се отрази всяка точка. В опростена версия (например сегмент или проста фигура) можете да отразявате крайни точки, а след това ги свържете с прави линии (фиг. 3). В този случай AB е обект, A’B’ е изображение.

Ориз. 3. Построяване на предмет в плоско огледало

Въведохме и нова концепция точков източник на светлинае източник, чийто размер може да бъде пренебрегнат в нашия проблем.

- отразяваща повърхност, чиято форма е част от сфера. Логиката за търсене на изображението е същата - да се намерят два лъча, идващи от източника, чието пресичане (или техните продължения) ще даде желаното изображение. Всъщност за едно сферично тяло има три доста прости лъча, чието пречупване може лесно да се предвиди (фиг. 4). Нека е точков източник на светлина.

Ориз. 4. Сферично огледало

Първо, нека представим характерната линия и точки на сферичното огледало. Точка 4 се нарича оптичен център на сферично огледало.Тази точка е геометричният център на системата. Ред 5 - главна оптична ос на сферично огледало- линия, минаваща през оптичния център на сферично огледало и перпендикулярна на допирателната към огледалото в тази точка. Точка Е — фокус на сферично огледало, който има специални свойства (повече за това по-късно).

След това има три лъчеви пътя, които са достатъчно прости за разглеждане:

1. син. Лъчът, преминаващ през фокуса, отразен от огледалото, преминава успоредно на главната оптична ос (свойство на фокуса),
2. зелено. Лъч, падащ върху главния оптичен център на сферично огледало, се отразява под същия ъгъл (),
3. червен. Лъч, движещ се успоредно на главната оптична ос, след пречупване преминава през фокуса (свойство фокус).

Избираме произволни два лъча и тяхното пресичане дава изображението на нашия обект ().

Фокус- условна точка на главната оптична ос, в която лъчите, отразени от сферично огледало, се събират успоредно на главната оптична ос.

За сферично огледало фокусно разстояние(разстоянието от оптичния център на огледалото до фокуса) е чисто геометрична концепция и този параметър може да бъде намерен чрез връзката:

Заключение: за огледалата се използват най-обикновените. За плоско огледало има опростяване за изобразяване (фиг. 1.2). За сферичните огледала има три пътя на лъча, всеки два от които дават изображение (фиг. 4).

Видео урок 2: Плоско огледало - Физиката в опити и опити

Лекция:

плоско огледало

плоско огледалое лъскава повърхност. Ако паралелни лъчи светлина падат върху такава повърхност, тогава те се отразяват успоредно един на друг. Разглеждайки тази тема, ще можем да разберем по какви причини виждаме себе си, когато се погледнем в огледалото.

И така, нека първо си припомним законите на отражението и как да ги докажем. Разгледайте чертежа.

Нека се преструваме, че С- някаква точка, която свети или отразява светлина. Помислете за два произволни лъча, които падат върху някаква лъскава повърхност. разсрочване дадена точкасиметрично, по отношение на разделението на медиите. След като два от тези лъчи се отразят от повърхността, те влизат в окото ни. Нашият мозък е подреден по такъв начин, че възприема всяко отражение като изображение, което е извън границите на разделянето на медиите. Най-важното в това обяснение е, че наистина ни се струва заради собственото ни възприятие.

Изображението, което виждаме в огледалото, се нарича въображаем, тоест реално не съществува.

Можем дори да видим изображението, което не е точно над огледалото или ако размерите им не са съизмерими. Най-важното е, че лъчите от този обект трябва да стигнат до очите ни. Затова виждаме лицето на шофьора в автобуса и той е наш, въпреки че не е пред огледалото.

Построяване на изображения в плоско огледало

Изграждаме образ на предмет в огледало.

Много често срещаме огледало. Дори стъкло на прозорец или повърхността на водата в езерото също може да служи като плоски огледала.Нека да разгледаме получените изображения.

Нека светлината на източника S пада върху огледалото. Отразени от него, лъчите SA и SB ще вървят както е показано на чертежа със сини стрелки. Ако окото се постави в точка C, тогава наблюдателят ще види, че източникът на светлина е зад огледалото, в точка S'. Забележете, че конструкцията показва, че отсечките OS и OS' са равни, а отсечката SS' е перпендикулярна на равнината на огледалото.

Така, изображения на обекти в плоско огледало са въображаем, тъй като изглежда, че се намират там, където няма светлина.Освен това, изображенията са зад огледалото на същото разстояние от него, както самите предмети, и са еднакви по размер с тях.Ние получихме тези заключения чрез геометрична конструкция, сега ще ги проверим чрез опит.

Поставете линийка на масата, поставете стъкло върху нея. Той ще служи като полупрозрачно огледало. Като поставим свещ пред него, ще видим нейното отражение. Ще изглежда, че е зад стъклото. Поглеждайки зад стъклото обаче, няма да видим изображението. Тоест изображението в плоско огледало е въображаем.

За да проверим правилността на второто заключение, нека измерим с линийка разстоянието от стъклото до свещта и от стъклото до изображението, както и размерите на свещта и нейното изображение. Те ще бъдат по двойки равни.Следователно опитът потвърждава и второто заключение. Забележка: вместо огледало използвахме стъкло, за да виждаме едновременно изображението на свещта и деленията на линийката.

В допълнение към плоските огледала има сферични, параболични, елиптични и други огледала. Използват се в прожектори и телескопи. Сферични огледалате са част от сферична повърхност и могат да бъдат изпъкнали или вдлъбнати (виж чертежа чертеж).

Нека насочим успоредни лъчи към изпъкнало огледало (левия чертеж). След отражение лъчите ще се разминават. Следователно, изпъкнало огледало се нарича разсейващо огледало.Сега нека насочим лъчите към вдлъбнатото огледало (десен чертеж). Веднага след отражението лъчите ще се сближат. Следователно, вдлъбнато огледало се нарича събирателно огледало.

Точките F и F' се наричат основни акцентиогледала.Фокусът на изпъкнало (разсейващо) огледало е въображаем, тъй като светлинните лъчи не преминават през него. Фокусът на вдлъбнато (събиращо) огледало е валиден,защото през него преминават лъчи.

Изображенията на обекти в изпъкнало огледало винаги са намалени.Например, на лявата фигура можете да видите, че размерите на изображенията на чаши са много по-малки от размерите на самите чаши. С помощта на вдлъбнато огледало можете да получите увеличени изображения на обекти.Погледнете дясната снимка. Всички размери на изображението повече размерисамите обекти. Наред с преоразмеряването на изображенията, разстоянията между тях също се променят по същия начин. Средната фигура показва отражение в плоско огледало за сравнение.