Να βρείτε την εστιακή απόσταση του κοίλου κατόπτρου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο u-v

Οι σφαιρικοί καθρέφτες είναι ένα κομμάτι κοίλης γυάλινης σφαίρας που κόβεται από ένα επίπεδο. Η μία επιφάνεια του σφαιρικού καθρέφτη είναι γυαλισμένη και η άλλη ανακλά. Οι σφαιρικοί καθρέφτες είναι δύο τύπων:

Κοίλοι καθρέφτες και κυρτά κάτοπτρα. Ο καθρέφτης στον οποίο γυαλίζεται η εξωτερική επιφάνεια διόγκωσης και η αντανάκλαση του φωτός λαμβάνει χώρα από την εσωτερική κοίλη επιφάνεια είναι γνωστός ως κοίλος καθρέφτης ενώ ο καθρέφτης του οποίου η εσωτερική επιφάνεια είναι γυαλισμένη και η αντανάκλαση του φωτός λαμβάνει χώρα από την εξωτερική επιφάνεια είναι γνωστός ως κυρτός καθρέφτης .

Κοίλοι καθρέφτες

Ο καθρέφτης στον οποίο λαμβάνει χώρα η αντανάκλαση από την κούφια εσωτερική επιφάνεια και έχει γυαλισμένη εξωτερική επιφάνεια. Χρησιμοποιείται σε προβολείς, ηλιακούς φούρνους, καθρέφτες ξυρίσματος, καθρέφτες κεφαλής κ.λπ.

Όροι που σχετίζονται με τους σφαιρικούς καθρέφτες

Πόλος(P):  είναι το κέντρο του σφαιρικού καθρέφτη.

Κέντρο καμπυλότητας(C):  είναι το κέντρο της σφαίρας της οποίας μέρος αποτελεί ο καθρέφτης.

Κύριος άξονας:η γραμμή που διέρχεται από τον πόλο και το κέντρο καμπυλότητας του κατόπτρου είναι γνωστή ως κύριος άξονας.

Γραμμικό διάφραγμα:  είναι η διάμετρος του κυκλικού ορίου του σφαιρικού κατόπτρου.

Γωνιακό διάφραγμα:είναι η γωνία που υποβάλλεται από το όριο του σφαιρικού κατόπτρου στο κέντρο της καμπυλότητάς του.

Κύρια εστίαση:μια δέσμη φωτός παράλληλη προς τον κύριο άξονα είτε συγκλίνει είτε φαίνεται να αποκλίνει από ένα σημείο F στον κύριο άξονα μετά από ανάκλαση από το σφαιρικό κάτοπτρο. Αυτό το σημείο F είναι γνωστό ως η κύρια εστίαση του καθρέφτη.

Εστιακή απόσταση:η απόσταση μεταξύ της εστίασης και του πόλου του καθρέφτη είναι μια εστιακή απόσταση του καθρέφτη.

Εστιακό επίπεδο:  το κατακόρυφο επίπεδο που διέρχεται από την κύρια εστίαση και είναι κάθετο στον κύριο άξονα ονομάζεται εστιακό επίπεδο.

• Σχέση μεταξύ εστιακής απόστασης και ακτίνας καμπυλότητας:

εστιακή απόσταση=1/2* ακτίνα καμπυλότητας

Τύπος καθρέφτη:

1/f =1/v + 1/u 

f =uv / (u+v).

f=εστιακή απόσταση κοίλου κατόπτρου

u=απόσταση του αντικειμένου από τον καθρέφτη

v=απόσταση της εικόνας από τον καθρέφτη

Πώς να βρείτε την εστιακή απόσταση του κοίλου καθρέφτη με τη μέθοδο u-v

Στόχος:   να βρείτε την εστιακή απόσταση ενός κοίλου καθρέφτη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο u-v.

Υλικό που χρησιμοποιείται:  κοίλος καθρέφτης, βάση, οθόνη, φωτιζόμενη συρμάτινη γάζα, κλίμακα μετρητή κ.λπ.

Διαδικασία εύρεσης εστιακής απόστασης:

Πρώτα πρέπει να βρούμε την εστιακή απόσταση ενός καθρέφτη με τη μέθοδο του αντικειμένου απόστασης.

• Στερεώστε τον κοίλο καθρέφτη στη βάση και τώρα τοποθετήστε τη βάση μπροστά από την οθόνη με τέτοιο τρόπο ώστε η εικόνα του αντικειμένου να φαίνεται στην οθόνη.
• Προσαρμόστε τον καθρέφτη για να έχετε την καθαρή εικόνα ενός αντικειμένου.
• Μετρήστε τη διαφορά μεταξύ καθρέφτη και οθόνης χρησιμοποιώντας μια κλίμακα μετρητή. Το μήκος μεταξύ οθόνης και καθρέφτη είναι η εστιακή απόσταση (f ) του καθρέφτη.
• Τώρα, χρησιμοποιώντας την εστιακή απόσταση που λαμβάνεται, πείτε την τιμή για εσάς που είναι η απόσταση μεταξύ καθρέφτη και αντικειμένου που κυμαίνεται από 1,5f έως 2,5f τώρα, διαιρέστε το εύρος σε έναν αριθμό ίσων βημάτων.
• Τοποθετήστε τον καθρέφτη μπροστά από μια φωτιζόμενη συρμάτινη γάζα και θα λειτουργήσει ως αντικείμενο.
• Τώρα στερεώστε τον καθρέφτη στην απόσταση που έχετε, η οποία είναι ίση με 1,5 f από τη συρμάτινη γάζα.
• Τοποθετήστε την οθόνη μπροστά από έναν καθρέφτη με τέτοιο τρόπο ώστε η αντανάκλαση της εικόνας να βρίσκεται στην οθόνη.
• Τώρα είναι απλώς η θέση της οθόνης για να έχετε την καθαρή εικόνα της συρμάτινης γάζας.
• Μετρήστε την απόσταση μεταξύ καθρέφτη και συρμάτινης γάζας (u) και την απόσταση μεταξύ καθρέφτη και οθόνης (v).
• Καταγράψτε τις τιμές των u και v σε μορφή πίνακα.
• Τώρα υπολογίστε την εστιακή απόσταση ενός κοίλου κατόπτρου χρησιμοποιώντας τη σχέση f =uv / (u+v).
• Επαναλάβετε το πείραμα για να λάβετε διαφορετικές τιμές για εσάς και σε κάθε φορά μετράμε και το καταγράφουμε στον πίνακα.
• Υπολογίστε την εστιακή απόσταση ενός καθρέφτη κάθε φορά.
• Τώρα υπολογίστε τον μέσο όρο όλων των εστιακών αποστάσεων για να λάβετε τη σωστή εστιακή απόσταση του δεδομένου κοίλου κατόπτρου.

Συμπέρασμα 

Σφαιρικοί καθρέφτες είναι εκείνοι των οποίων οι ανακλώμενες επιφάνειες αποτελούν μέρος μιας κοίλης σφαίρας σφαιρικής. Οι καθρέφτες είναι δύο τύπων:κοίλος καθρέφτης &κυρτός καθρέφτης. Κοίλος καθρέφτης:στον οποίο πραγματοποιείται η ανάκλαση του φωτός από την εσωτερική κοίλη επιφάνεια. Κυρτός καθρέφτης:στον οποίο η ανάκλαση του φωτός γίνεται από την εξωτερική επιφάνεια του λαμπτήρα. Σημαντικοί όροι που σχετίζονται με το σφαιρικό κάτοπτρο είναι:Πόλος, κέντρο καμπυλότητας, ακτίνα καμπυλότητας, κύριος άξονας, γραμμικό διάφραγμα, γωνιακό διάφραγμα, κύρια εστίαση, εστιακή απόσταση, εστιακό επίπεδο.