Сферическое зеркало

Сферическим зеркалом называют зеркально отражающую поверхность, имеющую форму сферического сегмента. Центр сферы, из которой вырезан сегмент, называют оптическим центром зеркала. Вершину сферического сегмента называют полюсом зеркала. Прямая, проходящая через оптической центр и полюс зеркала, называется главной оптической осью сферического зеркала. Точка пересечения пучка лучей, параллельных главной оптической оси и отразившихся от поверхности сферического зеркала, называется главным фокусом зеркала. У вогнутого сферического зеркала главный фокус действительный. Он расположен посередине между центром и полюсом зеркала. Главный фокус выпуклого зеркала является мнимым. Фокусным расстояниям сферических зеркал приписывают определенные знаки: для вогнутого зеркала F > 0, для выпуклого F < 0. В обоих случаях фокусное расстояние сферического зеркала равно по модулю половине радиуса кривизны зеркала |F| = R/2. Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой зеркала. Оптическая сила сферических зеркал измеряется в диоптриях (м–1).

Компьютерная модель иллюстрирует ход лучей при отражении от вогнутого и выпуклого сферических зеркал и образование изображений (прямых и перевернутых, действительных и мнимых). Можно изменять оптическую силу зеркала F–1 и расстояние d от предмета до зеркала. На экране дисплея с помощью стандартных лучей строится изображение предмета, и высвечиваются значения расстояния f от зеркала до изображения и линейного увеличения Γ = –(f/d). Для прямых изображений Γ > 0, для перевернутых Γ < 0.

Положение предмета относительно зеркала, а также расположение на экране всей системы – предмета, его изображения и зеркала – можно изменять с помощью мыши.

В верхней части модели изображено рабочее поле. На рабочем поле показано сферическое зеркало, предмет и его изображение. Желтым цветом выделены лучи, на основе которых строится изображение предмета в зеркале. Ниже рабочего поля помещены регуляторы расстояния от предмета до вершины зеркала и оптической силы зеркала. Внизу справа расположено табло, на котором показано расстояние от вершины зеркала до изображения предмета, фокусное расстояние зеркала и линейное увеличение.