De Holle spiegel of convergent is een spiegel met bijna altijd bolvorm, waarbij het reflecterende oppervlak zich aan de binnenkant van de bol bevindt of liever een deel ervan. Andere gebogen vormen zijn ook mogelijk, zoals de parabool.
Met gebogen spiegels, zoals de concave spiegel, is het mogelijk om verschillende afbeeldingen te bereiken: vergroot, verkleind of zelfs omgekeerd. Vergrote afbeeldingen maken het gemakkelijk om de fijne details van een object te zien.
In een concave spiegel wordt de vergroting bereikt omdat de kromming het licht op vrijwel dezelfde manier laat focussen als een lens..
De spiegel werkt zoals weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Invallende horizontale lichtstralen komen van links, waar zich een verre bron bevindt, zoals de zon. Deze stralen voldoen aan de wet van reflectie, die stelt dat de invalshoek van de lichtstraal gelijk is aan zijn reflectiehoek..
Na te zijn gereflecteerd, snijden de stralen elkaar op een speciaal punt, punt F of Brandpunt, omdat dat is waar het licht op gericht is. Door objecten op verschillende locaties op de as die door C, F en V gaat, te plaatsen, worden de verschillende afbeeldingen verkregen.
Zo is tussen het brandpunt en de top van de spiegel de ideale plek om het gezicht te plaatsen bij het aanbrengen van make-up of het scheren, omdat op deze manier een afbeelding met veel detail wordt bereikt die met een platte spiegel niet mogelijk is..
Artikel index
Voordat we zien hoe de afbeelding wordt gevormd, analyseren we zorgvuldig de punten en afstanden die in deze illustratie worden weergegeven:
-Het middelpunt van de bol waartoe de spiegel behoort, bevindt zich op punt C en R is de straal. Punt C staat bekend als middelpunt van de kromming en R is de Krommingsstraal.
-Punt V is de hoekpunt van de spiegel.
-De lijn die de punten C, F en V verbindt, staat bekend als optische as van de spiegel en staat loodrecht op het oppervlak. Een straal die door deze punten valt, wordt in dezelfde richting en in de tegenovergestelde richting gereflecteerd..
-De reflectie van invallende stralen parallel aan de optische as kruisen elkaar op punt F, genaamd Brandpunt van de spiegel.
-Merk op dat punt F ongeveer halverwege tussen C en V ligt.
-Op de afstand tussen F en V, aangeduid als F., het heet brandpuntsafstand en wordt berekend als:
f = R / 2
Zoals eerder gezegd, worden, afhankelijk van het punt waar het object wordt geplaatst, verschillende afbeeldingen verkregen, die eenvoudig kunnen worden gevisualiseerd via de grafische methode voor spiegels..
Deze methode bestaat uit het trekken van lichtstralen die afkomstig zijn van strategische punten van het object en het observeren hoe ze worden gereflecteerd in het spiegelende oppervlak. Het beeld wordt verkregen door deze reflecties te verlengen en te kijken waar ze elkaar kruisen.
Op deze manier is bekend of het beeld groter of kleiner is, echt of virtueel - als het achter de spiegel wordt gevormd - en rechts of omgekeerd.
Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden van afbeeldingen die zijn verkregen met concave spiegels:
Door het object tussen de punten F en V te plaatsen, kunnen we een versterkt virtueel beeld krijgen. Om het te visualiseren, worden drie hoofdstralen getekend, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding:
-Straal 1, die de vlam verlaat bij punt P, is evenwijdig aan de optische as en wordt gereflecteerd door F.
-Straal 2: slaat zodanig dat het wordt gereflecteerd in een richting evenwijdig aan de optische as.
-Eindelijk komt straal 3, die radiaal is, loodrecht op de spiegel aan en wordt in de tegenovergestelde richting gereflecteerd, door C.
Merk op dat de wet van reflectie op dezelfde manier wordt vervuld als in de vlakke spiegel, met dit verschil dat de normaal op het oppervlak van de gebogen spiegel continu verandert.
Eigenlijk zijn twee stralen voldoende om de afbeelding te lokaliseren. In dit geval, door de drie stralen te verlengen, snijden ze elkaar allemaal op een punt P 'achter de spiegel, waar het beeld wordt gevormd. Dit beeld is virtueel - in werkelijkheid wordt het door geen enkele lichtstraal doorkruist -, het is rechtopstaand en het is ook groter dan het origineel.
Wanneer het object zich tussen het brandpunt en het krommingsmiddelpunt van de spiegel bevindt, is het gevormde beeld echt - het bevindt zich niet achter de spiegel, maar ervoor - het wordt vergroot en omgekeerd..
De onderstaande afbeelding toont het beeld dat wordt gevormd door een object ver van het midden van de spiegel. Het beeld wordt in dit geval gevormd tussen het brandpunt F. en het krommingsmiddelpunt C. Het is een echt beeld, omgekeerd en kleiner dan het object zelf.
We kunnen ons afvragen hoe versterkt of verminderd het beeld is dat wordt verkregen door middel van de concave spiegel, hiervoor is de zijvergroting, aangeduid als m. Het wordt gegeven door het quotiënt tussen de grootte van de afbeelding en de grootte van het object:
m = afbeeldingsgrootte / objectgrootte
Het beeld dat door een spiegel wordt gevormd, kan kleiner zijn dan de grootte van het object, maar m wordt nog steeds vergroting of toename kant.
De eigenschap van concave spiegels om afbeeldingen te vergroten wordt gebruikt in belangrijke toepassingen, variërend van verzorging tot het verkrijgen van energie schoon.
Ze worden vaak gebruikt in de kaptafel voor verzorgingsdoeleinden: make-up aanbrengen, scheren en een stropdas knopen.
De eerste spiegeltelescoop is gemaakt door Isaac Newton en gebruikt een concave spiegel plus een oculairlens. Een van de telescoopspiegels van het Cassegrain-type is concaaf en parabolisch en wordt gebruikt om licht op te vangen in het brandpunt.
Tandartsen gebruiken ook concave spiegels om een vergroot beeld van de tanden te krijgen, zodat ze de tanden en het tandvlees zo gedetailleerd mogelijk kunnen onderzoeken..
Bij autokoplampen wordt de gloeidraad van de gloeilamp in het brandpunt van een concave spiegel geplaatst. Lichtstralen afkomstig van de gloeidraad worden gereflecteerd in een parallelle straal.
De spiegel is vaak bolvormig, maar soms wordt de parabolische vorm gebruikt, wat het voordeel heeft dat alle stralen die uit het brandpunt komen in een parallelle bundel worden gereflecteerd en niet alleen die welke zich dicht bij de optische as bevinden..
Licht van een verre bron zoals de zon kan op een punt worden gericht door de concave spiegel. Hierdoor wordt de warmte op dat punt geconcentreerd. Met deze warmte kan op grote schaal een vloeistof worden verwarmd, zoals bijvoorbeeld water of olie.
Dit is de concentreren van thermische zonne-energie die probeert elektrische energie te produceren door op een gegeven moment een turbine te activeren die wordt aangedreven door de geconcentreerde warmte van de zon. Het is een alternatieve procedure voor de fotovoltaïsche halfgeleidercel.
Bolle spiegel.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.