3. Gömbtükrök

3. Gömbtükrök

1.

2.

3.

Lehetséges görbült tükröző felületek:

• Teáskanál vagy evőkanál: A kanál homorú és domború oldalán eltérő tükörképet láthatsz. A homorú oldal fejjel lefelé fordítja a képet, míg a domború oldal kicsinyíti.
• Fémes kávéskanna vagy vízforraló: Ezek domború felületek, amelyek torzítják a képet.
• Gömb alakú karácsonyfadísz: A gömb alakú felület érdekes, panorámaszerű tükörképet ad.
• Tükörtojás serpenyője: Ha fényes és ívelt, szintén tükrözhet.
• Autó visszapillantó tükre: Ha domború, nagyobb területet láthatsz benne.

Megfigyelések:

• A homorú felületek nagyítanak vagy fejjel lefelé fordítják a képet, attól függően, hogy milyen távolságban nézed.
• A domború felületek kicsinyítik és torzítják a képet, de nagyobb látószöget biztosítanak.

Fotósorozat készítése:

• Készíts fotókat különböző görbült felületekről és a bennük látható tükörképekről.
• Próbálj meg kreatív szögekből fotózni, hogy a torzítások jól láthatóak legyenek.
• Állítsd össze a képeket egy sorozatba, és adj nekik címeket, például "Homorú világ" vagy "Domború torzítások".

4.

Állítások elemzése domború (D) és homorú (H) gömbtükör esetében:

1. A tükör fókuszpontja a geometriai középpont és az optikai középpont közti szakasz felezőpontjában van.
• Mindkettő (D, H) – A fókuszpont mindig a görbületi sugár felezési pontjában helyezkedik el a gömbtükröknél.
2. A tükörre érkező párhuzamos fénysugarak a visszaverődés után széttartók lesznek.
• Domború (D) – A domború tükör széttartóvá teszi a párhuzamos fénysugarakat, mivel a fókuszpont "virtuális" és a tükör mögött van.
3. Ennél a tükörnél a geometriai középpont a tükör előtt található.
• Homorú (H) – A homorú tükörnél a görbületi középpont a tükör "előtérben" helyezkedik el.
4. Ez a tükör az optikai tengelyével párhuzamosan érkező fénysugarat önmagába veri vissza.
• Egyik sem – Az optikai tengellyel párhuzamos fénysugarak a fókuszponton haladnak át (homorú tükörnél), vagy széttartóvá válnak (domború tükörnél), nem verődnek vissza önmagukba.
5. Ennek a gömbtükörnek a sugara a fókusztávolságának kétszerese.
• Mindkettő (D, H) – Ez minden gömbtükör esetében igaz (R=2fR = 2f).
6. A párhuzamos fénysugarak a tükörről való visszaverődés után összetartók lesznek.
• Homorú (H) – A homorú tükör párhuzamos fénysugarakat a fókuszpont felé irányítja, összetartóvá téve azokat.
7. Ennek a tükörnek a fókuszpontja a tükör mögött van.
• Domború (D) – A domború tükör fókuszpontja "virtuális", és a tükör mögött helyezkedik el.

4.

A gépjármű domború visszapillantó tükrén gyakran látható a következő felirat: "Objects in mirror are closer than they appear." Ez azt jelenti, hogy a tükörben látható tárgyak távolabbinak tűnnek, mint amilyen közel valójában vannak.

Milyen tükör a visszapillantó tükör?

A visszapillantó tükör általában domború tükör, mivel ez lehetővé teszi, hogy nagyobb látómezőt biztosítson a vezető számára. A domború tükör azonban kicsinyíti a tárgyakat, és ezáltal távolabbnak mutatja őket a valóságosnál.

Miért igaz a felirat, és miért fontos a vezetőnek?

• Miért igaz? A domború tükör jellemzője, hogy a visszavert kép kisebb és torzított, ezért a tárgyak valódi távolsága kisebb, mint amit a tükör mutat. Ez biztonsági okokból fontos, hogy a vezető ezt tudja.
• Miért fontos ez a vezetőnek? A vezetőnek tisztában kell lennie azzal, hogy a tükörben látott tárgyak, például más járművek, közelebb vannak a valóságban. Ha ezzel nincs tisztában, könnyen alábecsülheti az oldalsó vagy hátsó forgalom helyzetét, különösen sávváltás vagy előzés közben.

5.

Becslés

6.

Egy kerékpároslámpa belső szerkezete valóban érdekes vizsgálatot nyújt! Az ilyen lámpák általában úgy vannak kialakítva, hogy közel párhuzamos fénysugarakat bocsássanak ki, ami biztosítja a jó láthatóságot. Íme a lámpában található optikai elemek és azok elrendezése:

Optikai elemek:

• Fényforrás:
• Általában LED (modern lámpákban), mivel energiatakarékos és nagy fényerejű. Régebbi modellekben izzólámpát találhatsz.
• Reflektor:
• A fényforrás mögött helyezkedik el, és domború vagy parabola alakú. Feladata a fény irányítása és párhuzamossá tétele.
• Lencse:
• A lámpa elején található, és általában átlátszó vagy enyhén domború. Feladata, hogy tovább finomítsa a fénysugarakat, és megfelelő irányba terelje azokat.
• Diffúzor (opcionális):
• Bizonyos modellekben a lencse helyett vagy mellett diffúzort is találhatsz, amely biztosítja az egyenletes fényeloszlást.

A fényforrás elhelyezkedése:

• A fényforrás (LED vagy izzó) a reflektor fókuszpontjában helyezkedik el. Ez azért fontos, mert a reflektor innen gyűjti össze a fényt, majd alakítja azt közel párhuzamos fénysugarakká.
• A lencse a lámpa elején közvetlenül a reflektor és a fényforrás előtt található.

Vizsgálat menete:

• Óvatosan szedjétek szét a lámpát, hogy megvizsgálhassátok az optikai elemeket és a szerkezetet.
• Nézzétek meg, milyen alakú a reflektor, és hogyan helyezkedik el a fényforrás.
• Próbáljátok meg visszahelyezni az elemeket, és figyeljétek meg, hogyan változik a kibocsátott fény iránya vagy formája, ha az optikai elemeket másképp helyezitek el.

7.
A fogorvosi tükör általában rozsdamentes acélból és üvegből készül, a tükröző felülete pedig egy homorú tükör, amely nagyításra képes. A választásom indoka az, hogy a homorú tükör fókuszpontja felé irányítja a párhuzamos fénysugarakat, így lehetővé teszi a fogak részletes vizsgálatát, nagyított képet biztosítva.

A tükör nevezetes pontjaihoz képest:

• A fogorvosi tükör fókuszpontja előtt helyezkedik el a fog, mivel így a tükör éles és nagyított képet ad a vizsgált területről.
• A görbületi középpont és a fókuszpont közötti tartományban lévő elrendezés biztosítja, hogy a fog jól látható legyen a nagyított képben.

Miért jó ez az elrendezés?

• A homorú tükör nagyítási tulajdonsága lehetővé teszi a fogorvos számára, hogy apró részleteket is alaposan megvizsgáljon, például barázdákat vagy sérüléseket.
• Az optikai tengelyhez igazított elhelyezkedés csökkenti a torzításokat, így pontos képet nyújt.
• A kis méretű tükör jól használható a szájüregben, ahol korlátozott a látótér.

8.

A Hubble űrtávcső (Hubble Space Telescope, HST) főtükre egy homorú tükör, pontosabban egy paraboloid alakú tükör. Ez a kialakítás lehetővé teszi, hogy a beérkező párhuzamos fénysugarakat egyetlen fókuszpontba gyűjtse, így éles és torzításmentes képeket hoz létre. A paraboloid forma különösen előnyös csillagászati megfigyelésekhez, mivel kiválóan összpontosítja a távoli égitestekről érkező fényt.

A Hubble főtükre rendkívüli precizitással készült: átmérője 2,4 méter, és felülete olyan pontos, hogy az eltérések a tökéletes formától kisebbek, mint az emberi hajszál vastagságának töredéke. Ez az optikai pontosság kulcsfontosságú a Hubble legendásan részletes megfigyeléseihez.

9.

Állítások elemzése domború (D) és homorú (H) gömbtükör esetében:

1. Ez a tükör mindig fordított állású képet hoz létre.
• Homorú (H) – Csak akkor igaz, ha a tárgy a fókuszpontnál távolabb helyezkedik el. Domború tükör nem fordítja meg a képet, így erre nem igaz.
2. A keletkező kép a tárgy helyétől függően lehet fordított vagy azonos állású is.
• Homorú (H) – A tárgy helyzetétől függ: a fókuszponton belül azonos állású (nagyított látszólagos), a fókuszponton kívül fordított (valódi).
3. Ez a tükör létrehozhat látszólagos képet.
• Mindkettő (D, H) – Domború tükör mindig látszólagos képet hoz létre. Homorú tükör is létrehozhat ilyet, ha a tárgy a fókuszponton belül helyezkedik el.
4. A keletkező kép a tárgynál sosem lesz nagyobb.
• Domború (D) – A domború tükör mindig kicsinyített képet hoz létre, a tárgynál nagyobb képet nem tud létrehozni.
5. Ez a tükör létrehozhat nagyított képet.
• Homorú (H) – A homorú tükör nagyított képet hoz létre, ha a tárgy a fókuszponton belül helyezkedik el. Domború tükör erre nem képes.
6. A kép mindig a tárggyal azonos állású lesz.
• Domború (D) – A domború tükör képe mindig azonos állású a tárggyal, mivel csak látszólagos képet hoz létre.
7. Ez a tükör csak valódi képet tud létrehozni.
• Egyik sem – Sem a domború, sem a homorú tükör nem csak valódi képet hoz létre.
8. Valódi képet csak ez a tükör tud létrehozni.
• Homorú (H) – Valódi képet csak a homorú tükör hozhat létre, és csak akkor, ha a tárgy a fókuszponton kívül helyezkedik el.