Оптические зеркала: построение изображений в плоских и вогнутых зеркалах

Задание 1

Построение хода лучей в плоских зеркалах:

1. Принцип построения: В плоском зеркале изображение предмета является мнимым, равным по размеру предмету, симметричным ему относительно зеркала и находится на том же расстоянии от зеркала, что и сам предмет.
2. Ход лучей:
   • Любой луч, падающий на зеркало, отражается по закону отражения: угол падения равен углу отражения.
   • Для построения изображения достаточно провести два любых луча от точки предмета.
   • Направление отраженных лучей продолжаем за зеркало до их пересечения. Точка пересечения этих продолжений и будет изображением точки предмета.

На рисунке: Показан падающий луч (пунктирная линия) и отраженный луч (сплошная линия). Перпендикуляр к зеркалу (нормаль) также показан пунктиром. Углы падения и отражения равны.

Задание 2

Построение изображения предмета в сферическом вогнутом зеркале:

Условие: Предмет находится перед центром сферы вогнутого зеркала.

Основные точки и оси:
* Оптическая ось: Прямая, проходящая через центр кривизны зеркала и его вершину.
* Вершина зеркала (V): Точка на поверхности зеркала, лежащая на оптической оси.
* Центр кривизны (C): Центр сферы, частью которой является зеркало.
* Фокус (F): Точка, в которой пересекаются лучи, параллельные оптической оси, после отражения от зеркала. Для вогнутого зеркала \(F = \frac{R}{2}\), где R - радиус кривизны.

Правила построения изображения в вогнутом зеркале:

1. Луч, параллельный оптической оси: После отражения проходит через фокус (F).
2. Луч, проходящий через фокус (F): После отражения становится параллельным оптической оси.
3. Луч, проходящий через центр кривизны (C): Отражается по себе, так как падает на зеркало перпендикулярно его поверхности.
4. Луч, падающий в вершину зеркала (V): Отражается по закону отражения (угол падения равен углу отражения).

Построение изображения:

• Предмет: На рисунке предмет изображен в виде стрелки, направленной вверх, и расположен перед центром кривизны (C).
• Лучи:
  • Проведем луч от верха предмета, параллельный оптической оси. После отражения он пройдет через фокус (F).
  • Проведем луч от верха предмета, проходящий через центр кривизны (C). Этот луч отразится обратно по себе.
• Пересечение: Точка пересечения отраженных лучей (или их продолжений) является изображением верхней точки предмета.

Характеристика изображения:

• Действительное: Изображение строится на пересечении самих отраженных лучей (а не их продолжений). Его можно получить на экране.
• Перевернутое: Изображение направлено вниз, в то время как предмет направлен вверх.
• Уменьшенное: Поскольку предмет находится дальше центра кривизны (C), его изображение будет уменьшенным. Оно будет находиться между фокусом (F) и центром кривизны (C).

Задание 1

В плоском зеркале изображение всегда мнимое, прямое и равное по размеру предмету. Оно располагается на том же расстоянии от зеркала, что и предмет, но по другую его сторону. Ход лучей строится по закону отражения: угол падения равен углу отражения.

Задание 2

Положение предмета: Перед центром кривизны (C) вогнутого зеркала.

Характеристика изображения:
* Действительное
* Перевернутое
* Уменьшенное
* Располагается между фокусом (F) и центром кривизны (C).

Построение: Лучи, параллельные оси, проходят через фокус. Лучи, проходящие через центр кривизны, отражаются обратно. Точка их пересечения дает изображение.