Εξίσωση καθρέφτη

Η εξίσωση καθρέφτη είναι μια πειραματική ποσοτική σχέση μεταξύ της απόστασης αντικειμένου, της απόστασης εικόνας και της εστιακής απόστασης. Οι θεμελιώδεις αρχές της νέας καρτεσιανής σύμβασης σημείων χρησιμοποιούνται για την καλύτερη κατανόηση των θέσεων του αντικειμένου, της εικόνας και του καθρέφτη. Οι έννοιες που σχετίζονται με εξισώσεις και τύπους καθρέφτη εφαρμόζονται μόνο σε σφαιρικά κάτοπτρα. Αυτό το άρθρο θα βοηθήσει στην κατανόηση των εννοιών που σχετίζονται με την εξίσωση καθρέφτη.

Έννοιες που σχετίζονται με την εξίσωση καθρέφτη

Η εξίσωση καθρέφτη αντιπροσωπεύει μια πειραματική ποσοτική αλληλεπίδραση μεταξύ της απόστασης του αντικειμένου, της απόστασης εικόνας και της εστιακής απόστασης. Με άλλα λόγια, η εξίσωση καθρέφτη δείχνει την άμεση σχέση της απόστασης εικόνας και της απόστασης αντικειμένου με την εστιακή απόσταση ενός κυκλικού καθρέφτη που είναι γνωστός ως τύπος καθρέφτη.

Η εξίσωση αναπαρίσταται ως: 

1/v+1/u=1/f

Στην περίπτωση των σφαιρικών κατόπτρων, συμπεριλαμβανομένων των κοίλων και κυρτών κατόπτρων, τα ακόλουθα είναι τα σύμβολα που δείχνουν διαφορετικές ποσότητες: 

Απόσταση αντικειμένου (u):Η απόσταση μεταξύ του πόλου του καθρέφτη και του αντικειμένου.

Απόσταση εικόνας (v):Η απόσταση μεταξύ του πόλου του καθρέφτη και της εικόνας.

Εστιακή απόσταση (f):Η απόσταση μεταξύ του πόλου του καθρέφτη και της κύριας εστίασης.

Στον τομέα της οπτικής ακτίνων, και τα τρία συνδέονται μεταξύ τους σύμφωνα με την εξίσωση που αναπαρίσταται παρακάτω:

1/v + 1/u =2/R =1/f

Σε αυτό,

u είναι η απόσταση αντικειμένου

v είναι η απόσταση εικόνας

f είναι το εστιακό μήκος 

Η εστιακή απόσταση και η ακτίνα καμπυλότητας των σφαιρικών κατόπτρων που αντιπροσωπεύονται από το R σχετίζονται μεταξύ τους. Η φόρμουλα καθρέφτη είναι αξιόπιστη και έγκυρη για όλα τα είδη σφαιρικών κατόπτρων (συμπεριλαμβανομένων των κυρτών και κοίλων) και θέσεων αντικειμένων. Ωστόσο, για τον υπολογισμό των αποστάσεων χρειάζεται πολύ προσεκτική χρήση συμβόλων πινακίδων.

Χρησιμοποιείται μια νέα Καρτεσιανή σύμβαση για την κατανόηση των κατευθύνσεων των ακτίνων και των σημείων και συμβόλων τους.

Ακολουθούν οι οδηγίες κάτω από αυτό:

• Το οπτικό κέντρο του φακού χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των αποστάσεων.
• Η αρχή είναι ο πόλος του σφαιρικού κατόπτρου (p).
• Ο άξονας x θεωρείται ο κύριος άξονας του επιπέδου συντεταγμένων.
• Η θέση του αντικειμένου βρίσκεται πάντα στην αριστερή πλευρά του καθρέφτη, πράγμα που δείχνει ότι το φως βρίσκεται στην αριστερή πλευρά.
• Όταν η κατεύθυνση του προσπίπτοντος φωτός και οι αποστάσεις είναι αντίθετες, θεωρούνται αρνητικές.
• Όταν η κατεύθυνση του προσπίπτοντος φωτός και οι αποστάσεις είναι ίδιες, θεωρούνται θετικές.
• Όταν τα ύψη των αντικειμένων είναι προς τα πάνω και κάθετα στον κύριο άξονα, θεωρούνται θετικά.
• Όταν τα ύψη των αντικειμένων είναι προς τα κάτω και κάθετα στον κύριο άξονα, θεωρούνται αρνητικά.

Όταν μια ακτίνα φωτός που αναδύεται από ένα αντικείμενο αντανακλάται και διαθλάται σε άλλο σημείο, το σημείο είναι γνωστό ως εικόνα του αντικειμένου. Ο σχηματισμός οποιασδήποτε εικόνας ακολουθεί ορισμένες θεμελιώδεις κατευθυντήριες γραμμές και υποστηρικτικά μονοπάτια των ακτίνων και την ακριβή θέση της εικόνας.

Ορισμένες από τις θεμελιώδεις οδηγίες αναφέρονται παρακάτω:

• Όταν το φως που κινείται είναι παράλληλο με τον κύριο άξονα, το ανακλώμενο φως διέρχεται από την εστία του καθρέφτη.
• Όταν η ακτίνα φωτός διασχίζει το κέντρο της καμπυλότητας, ανακλάται προς τα πίσω και ακολουθεί την αρχική διαδρομή.
• Όταν η ακτίνα φωτός διασχίζει την εστία του καθρέφτη, τότε διέρχεται παράλληλα με τον κύριο άξονα μετά την ανάκλαση.

Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, η γωνία ανάκλασης είναι πάντα ίση με τη γωνία πρόσπτωσης.

Σημασία 

Οι τύποι καθρέφτη βοηθούν στον εντοπισμό της ακριβούς θέσης της εικόνας που σχηματίζεται από οποιοδήποτε αντικείμενο ή εικόνα. Η εξίσωση καθρέφτη χρησιμοποιείται στον τομέα της οπτικής ακτίνων για πειραματισμό και κατανόηση της φύσης, του μεγέθους, της αρετής και της επίδρασης της εικόνας. Αυτό κάνει τη διαδικασία πιο απλή και αποδεκτή. Ωστόσο, χρειάζεται να είναι κανείς πιο προσεκτικός κατά τη λήψη των μετρήσεων του ύψους του αντικειμένου, της απόστασης αντικειμένου, του ύψους εικόνας και της απόστασης εικόνας για να παρέχει τα κατάλληλα αποτελέσματα κατά τη διάρκεια της έρευνας και του πειράματος.

Συμπέρασμα

Έτσι, για τον προσδιορισμό των θέσεων του αντικειμένου και της εικόνας, η χρήση της εξίσωσης καθρέφτη είναι πολύ σημαντική. Η εξίσωση καθρέφτη είναι μια πειραματική ποσοτική σχέση μεταξύ της απόστασης αντικειμένου, της απόστασης εικόνας και της εστιακής απόστασης. Οι θεμελιώδεις αρχές της νέας καρτεσιανής σύμβασης σημείων χρησιμοποιούνται για την καλύτερη κατανόηση των θέσεων του αντικειμένου, της εικόνας και του καθρέφτη. Οι έννοιες που σχετίζονται με την εξίσωση και τον τύπο καθρέφτη εφαρμόζονται μόνο στα σφαιρικά κάτοπτρα.