Konstrukcja Obrazu W Zwierciadle Wypukłym

Zwierciadła wypukłe, inaczej nazywane dywergencyjnymi, to powierzchnie odbijające światło, które są zakrzywione na zewnątrz. Obraz w takim zwierciadle powstaje zupełnie inaczej niż w zwierciadle płaskim czy wklęsłym.

Podstawowe definicje

Zanim przejdziemy do konstrukcji obrazu, ustalmy kilka kluczowych pojęć. Ognisko zwierciadła (F) to punkt, w którym zbiegałyby się promienie światła równoległe do osi optycznej, po odbiciu. W przypadku zwierciadła wypukłego, ognisko jest pozorne, ponieważ promienie odbite faktycznie się nie przecinają, ale ich przedłużenia tak. Oś optyczna to prosta przechodząca przez środek zwierciadła i jego środek krzywizny (C). Środek krzywizny (C) to środek sfery, której fragment stanowi zwierciadło. Odległość ogniska od zwierciadła nazywamy ogniskową (f), a odległość środka krzywizny od zwierciadła to promień krzywizny (R). Zachodzi zależność R = 2f.

Konstrukcja obrazu krok po kroku

Aby skonstruować obraz przedmiotu w zwierciadle wypukłym, potrzebujemy przynajmniej dwóch promieni światła wychodzących z jednego punktu przedmiotu. Wybieramy zwykle promienie, których bieg po odbiciu łatwo przewidzieć. Zazwyczaj używamy dwóch specjalnych promieni.

Promień 1: Promień biegnący równolegle do osi optycznej. Po odbiciu od zwierciadła, jego przedłużenie przechodzi przez ognisko (F). Narysuj prostą od punktu na przedmiocie, równoległą do osi optycznej, aż do zwierciadła. Następnie narysuj prostą od miejsca odbicia, w taki sposób, aby jej przedłużenie (linie przerywane) przechodziło przez ognisko (F).

Promień 2: Promień biegnący w kierunku środka krzywizny (C). Po odbiciu od zwierciadła, wraca po tej samej linii. Narysuj prostą od punktu na przedmiocie w kierunku środka krzywizny (C), aż do zwierciadła. Następnie narysuj promień odbity, który biegnie po tej samej linii co promień padający. Ważne, żeby zaznaczyć, że rzeczywisty promień biegnie tylko od punktu odbicia na zewnątrz zwierciadła, a pozostała część to przedłużenie (linie przerywane).

Punkt, w którym przecinają się przedłużenia promieni odbitych, wyznacza położenie obrazu punktu na przedmiocie. Powtarzając ten proces dla kilku punktów przedmiotu, możemy skonstruować cały obraz. Ponieważ korzystamy z przedłużeń promieni, obraz jest pozorny.

Właściwości obrazu

Obraz w zwierciadle wypukłym ma zawsze następujące cechy: jest pozorny, prosty (nieodwrócony) i pomniejszony. Nie da się go wyświetlić na ekranie, ponieważ powstaje z przedłużeń promieni, a nie z samych promieni. Im dalej przedmiot od zwierciadła, tym mniejszy jest obraz.

Zastosowania

Zwierciadła wypukłe mają szerokie zastosowanie ze względu na ich właściwości. Używane są jako lusterka boczne w samochodach, dając szersze pole widzenia. Spotykamy je również w bankomatach i sklepach, gdzie zwiększają bezpieczeństwo. W wąskich drogach i zakrętach montuje się je w celu poprawy widoczności i uniknięcia kolizji. Dzięki szerokiemu polu widzenia, znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie ważna jest obserwacja otoczenia.