Specchio convesso concept, caratteristiche, esempi

Il specchio convesso o divergente è uno specchio curvo, quasi sempre di forma sferica e con la superficie riflettente sul lato esterno della sfera, come gli ornamenti dell'albero di Natale. Grazie agli specchi convessi è possibile ottenere una grande varietà di immagini a seconda di dove si trova l'oggetto ed è per questo che hanno tanti utilizzi.

Ad esempio, gli specchietti che vengono posti nelle strade per facilitare il transito dei veicoli negli incroci stretti sono convessi, poiché producono un'immagine con un ampio campo visivo.

Le immagini così formate sono diverse, a seconda del luogo in cui si trova l'oggetto. L'immagine sopra mostra i raggi paralleli da una sorgente lontana come il Sole..

I raggi vengono riflessi secondo la legge della riflessione, che indica che l'angolo di incidenza del raggio è lo stesso con cui viene riflesso. Come possiamo vedere, i raggi riflessi si separano - non si incrociano - quando lasciano la superficie speculare, motivo per cui questo tipo di specchio è noto anche come divergente.

Quando i riflessi si estendono dietro lo specchio - linee tratteggiate nella figura - si intersecano in un punto F chiamato fuoco..

Indice articolo

• 1 Caratteristiche degli specchi convessi
• 2 Formazione dell'immagine nello specchio convesso
• 3 Esempi e applicazioni
  • 3.1 Specchi per prevenire incidenti stradali
  • 3.2 Specchi per sorveglianza
  • 3.3 Specchietti retrovisori
  • 3.4 Telescopio Cassegrain
• 4 Equazioni dello specchio convesso
  • 4.1 Ingrandimento dello specchio
  • 4.2 Relazione tra l'oggetto e la sua immagine nello specchio convesso
• 5 Argomenti di interesse
• 6 Riferimenti

Caratteristiche degli specchi convessi

Lo specchio convesso ha le seguenti caratteristiche (vedi immagine sopra):

-I punti notevoli dello specchio sono:

• C il centro, che coincide con il centro della sfera a cui appartiene lo specchio.
• F il fuoco, dove convergono i raggi riflessi dietro lo specchio.
• Il suo vertice P, che corrisponde al centro della superficie sferica ed è collineare con C e F.

-Avere asse ottico o asse principale, che è la linea perpendicolare alla superficie speculare. I raggi che colpiscono solo l'asse ottico vengono riflessi nella stessa direzione.

-Il centro della sfera a cui appartiene lo specchio è nel punto C e r è il suo raggio. Una C è nota come centro di curvatura, mentre r è lui Raggio di curvatura e indica quanto è curvo lo specchio: il più piccolo r, più accentuata è la forma convessa.

-Il punto di intersezione dei raggi riflessi è noto come Punto focale dello specchio. La distanza tra F e P è approssimativamente r/Due:

f = r / 2

Questa espressione è valida per specchi la cui dimensione è molto inferiore al loro raggio di curvatura.

-L'immagine che si forma è più piccola e anche virtuale, poiché si trova dietro lo specchio, come vedremo di seguito..

Formazione dell'immagine nello specchio convesso

Per sapere di cosa si forma l'immagine nello specchio convesso si utilizza il trattamento dei raggi, che consiste nel rappresentare i raggi luminosi che escono dall'oggetto per mezzo di linee rette.

Questi raggi vengono riflessi sulla superficie dello specchio e vengono disegnati anche i raggi riflessi. Il metodo dei raggi è applicabile a qualsiasi tipo di specchio, non solo a quelli convessi.

Prolungando i raggi riflessi, si intersecano in un certo punto, ed è proprio qui che si forma l'immagine. Le estensioni dei raggi riflessi che provengono da un oggetto esteso come un albero sono mostrate nella figura seguente da linee tratteggiate.

Nella figura sottostante vengono disegnati tre raggi dall'oggetto, molto particolari e facili da disegnare, così come i loro riflessi:

-Raggio 1, incidente parallelo all'asse ottico.

-Raggio 2, che cade in modo tale che il prolungamento del raggio riflesso passi proprio attraverso il fuoco dello specchio, cioè il punto F.Questo raggio viene riflesso in una direzione parallela all'asse ottico.

-Infine il raggio 3, che arriva perpendicolare alla superficie sferica, e per questo si riflette nella stessa direzione.

In linea di principio, questa procedura viene applicata ad ogni punto dell'albero, ma con le informazioni ottenute dai 3 raggi disegnati, è sufficiente trovare l'immagine dell'oggetto: è formato dietro lo specchio, è dritto e più piccolo del originale.

Esempi e applicazioni

Molte superfici sferiche altamente levigate fungono da specchi convessi, ad esempio ornamenti natalizi lucidi e argentati e cucchiai di acciaio nuovi lucenti.

Anche gli specchi convessi hanno molte applicazioni pratiche, ad esempio:

Specchi per prevenire incidenti stradali

Gli specchi convessi su strade e viali aiutano a prevenire gli incidenti, poiché consentono di vedere il traffico proveniente dagli angoli.

Specchi per sorveglianza

Gli specchi convessi sono spesso utilizzati nei negozi e nelle banche per rilevare i ladri, nonché per evitare collisioni tra persone e carrelli elevatori che si muovono attraverso i corridoi e tra gli scaffali..

Specchietti retrovisori

Auto e moto hanno specchietti retrovisori convessi, che producono immagini leggermente più piccole, ma coprono un campo visivo più ampio rispetto agli specchietti piatti..

Telescopio Cassegrain

Uno degli specchi del telescopio riflettente Cassegrain, lo specchio secondario, è convesso, sebbene non sia sferico e serva a riflettere l'immagine verso lo specchio principale del telescopio.

Equazioni dello specchio convesso

Consideriamo i triangoli rettangoli nella figura seguente, determinati dal raggio 1, che proviene dalla sommità della freccia, il suo riflesso e la sua estensione.

L'immagine originale ha altezza y, mentre l'altezza dell'immagine virtuale è y ' . È vero che:

tan θ = y / d_o = y '/ d_io

Ingrandimento a specchio

Il rapporto tra l'altezza dell'immagine e l'altezza dell'oggetto è il ingrandimento dello specchio, che si chiama così, anche se l'immagine ottenuta è più piccola dell'oggetto reale. Lo denotiamo con m:

m = y '/ y = d_io / d_o

Relazione tra l'oggetto e la sua immagine nello specchio convesso

Consideriamo ora quest'altra figura, dove la regione AVF può essere considerata all'incirca come un triangolo rettangolo, poiché la curvatura dello specchio non è molto accentuata. Perciò:

AV ≈ h_o

Poi:

tan α = h

1- (d_io / f) = d_io / d_o

Dividendo tutto per d_io:

Pertanto, come F Y d_io sono dietro lo specchio, davanti a loro è posto un segno meno, mentre per la distanza d_o non è necessario, perché è davanti allo specchio. Quindi l'equazione precedente è:

Temi di interesse

Specchio concavo.

Riferimenti

1. Bauer, W. 2011. Fisica per l'ingegneria e le scienze. Volume 2. Mc Graw Hill.
2. Giambattista, A. 2010. Fisica. 2 °. Ed. McGraw Hill.
3. Katz, D. 2017. Fisica per scienziati e ingegneri. Cengage Learning.
4. Thomas, W. 2008. Fisica concettuale. Mcgraw hill.
5. Tippens, P. 2011. Fisica: concetti e applicazioni. 7a edizione. Mcgraw hill.