Az optikai képalkotás alapjai és a tükrök működési elve
Ha egy tárgyról a kiinduló fénysugarak irányát egy fényvisszaverő felület vagy egy fénytörő közeg megváltoztatja, optikai képalkotásról beszélünk. Ebben az esetben nem a tárgyat, hanem annak egy virtuális vagy valós képét látjuk. A fény egyenes vonalban terjed, és különböző közegek határain a fénysugár megtörve folytatja útját. Emellett a különböző közegek határán a fény egy része visszaverődik.
Az optikai tükrök
Ha igen sima felületekre, például jól csiszolt fémfelületre vagy foncsorozott üveglemezre fény esik, az túlnyomó részben csak meghatározott irányba verődik vissza. Ezt nevezzük szabályos visszaverődésnek vagy tükrözésnek. A fényt ily módon visszaverő felületek a tükrök. A tükör-törvény írja le, miszerint a beeső, a visszavert fénysugár és a beesési merőleges egy síkban fekszik, valamint a beesési és visszaverődési szög egyenlő. A fénysugarak függetlenségének elve kimondja, hogy a tér egy pontján keresztül akárhány fénysugár haladhat egymás zavarása nélkül.
Ebben a cikkben a fényvisszaverő felület a tükör, melynek felülete lehet sík (síktükör) vagy gömbölyű (homorú vagy domború gömbtükör). Leképezéshez síktükröket és gömbtükröket (speciális esetekben paraboloid tükröket) használunk. A továbbiakban megvizsgáljuk e különböző alakú tükrök képalkotását.
Síktükör képalkotása
A legegyszerűbb optikai eszköz a sík felületű tükör, azaz a síktükör. A tárgy egy pontjáról érkező fénysugarak a tükör felületéről úgy verődnek vissza, mintha azok a tükör mögül egy pontból indultak volna. Az animáció a tárgy (melyet egy felfelé mutató nyíl szimbolizál) felső végpontjából (azaz a nyílhegyből) egy a tükörre merőleges beesési merőlegessel alfa beesési szöget bezáró fénysugarat indít a síktükör felé, mely fénysugár a tükörről ugyanekkora visszaverődési szöggel verődik vissza. Ezt követően egy másik, a tükörre merőleges beesési merőlegessel béta beesési szöget bezáró fénysugarat indít a síktükör felé, mely fénysugár a tükörről hasonlóképpen verődik vissza. Ha ezt a két visszavert fénysugarat a tükör túlsó oldala felé meghosszabbítjuk, akkor a két fénysugár egy pontban fogja metszeni egymást. Ez a pont lesz a látszólagos kép felső pontja (azaz a nyílhegy képe).
Az alábbi animációban megadható a tárgytávolság (t) és a tárgyméret (T). Az animáció a „Szerkeszt” nevű gombra kattintás után indul a megadott bemenő paraméterek (t és T) felhasználásával.
Transit Connect tükör alkatrészek - bontott
Gömbtükrök képalkotása
A gömbtükör homorú (konkáv), ha a visszaverő felülete a gömb középpontja felé esik, ellenkező esetben domború. A gömbfelületre párhuzamos fénysugarak érkezése esetén (a tárgy a végtelenben van), a fénysugarak a képoldalon a fókuszpontban találkoznak. Az optikai tengely feletti távolságok és a fénysugarak optikai tengellyel bezárt szögei akkor pozitívok, ha az optikai tengelyt a fénysugárba az óramutató járásával ellentétes irányban lehet 90°-nál kisebb szöggel beforgatni. A felület döféspontjában a fénysugarak beesési (i), illetve törési (r) szögei akkor pozitívok, ha a beesési merőlegest a fénysugárba az óramutató járásával ellenkező irányba lehet 90°-nál kisebb szöggel beforgatni.
Homorú gömbtükör
A homorú gömbtükör képszerkesztésére bemutatott eljárás csak kis nyílásszögű tükrök esetén igaz. A nevezetes sugarakat felhasználva szerkesszük meg a képet. Ha a tárgy az optikai tengelyen áll és arra merőleges, akkor képe is az optikai tengelyen áll és merőleges, így elég a tárgy egyetlen pontjának, az optikai tengelytől legtávolabbinak képét megszerkeszteni.
A homorú gömbtükör esetében különböző helyzetű tárgyakról eltérő képek keletkeznek:
- Ha a tárgy a geometriai középpontnál messzebb van, a keletkezett kép: valódi, fordított és kicsinyített.
- Ha a tárgy a geometriai középpontban van, a keletkezett kép: valódi, fordított és a tárggyal azonos méretű. A kép a geometriai középpontban található.
- Ha a tárgy a geometriai középpont és a fókuszpont között van, a keletkezett kép: valódi, fordított és nagyított.
Az alábbi animációban az öt különböző eset közül egy legördülő menüből lehet választani, majd a „Szerkeszt” gombra kattintva indul az animáció. Először elhelyezi a megadott méretű tárgyat a megadott helyre (sötétkék nyíl). Következő lépésként egy fénysugár (zöld színű) indul a tükör felé, a tengellyel párhuzamosan, mely a tükörről úgy verődik vissza, hogy az a tükör fókuszpontján halad keresztül. Ezután egy másik fénysugár (világoskék színű) indul a tükör felé a tükör optikai középpontjába, ahonnan a beesési szöggel azonos mértékben verődik vissza. A két visszavert fénysugár (vagy azoknak a tükör belseje felé való meghosszabbítása t A domború tükör alkotta kép szerkesztése és tulajdonságai eltérnek a homorú tükörétől. A domború gömbtükör fókusztávolságát (f) negatív előjellel vesszük figyelembe! A domború tükör esetében a tárgy távolsága legfeljebb a kép méretét fogja befolyásolni. A kép minden esetben látszólagos, kicsinyített, egyenes állású. Mondeo MK4 visszapillantó tükör javítás Az animáció a „Szerkeszt” nevű gombra kattintás után indul a megadott bemenő paraméterek (t és T) felhasználásával. Először elhelyezi a megadott méretű tárgyat a megadott helyre (sötétkék nyíl). Következő lépésként egy fénysugár (zöld színű) indul a tükör felé, a tengellyel párhuzamosan, mely a tükörről úgy verődik vissza, mintha a tükör fókuszpontjából indult volna. Ezután egy másik fénysugár (világoskék színű) indul a tükör felé a tükör optikai középpontjába, ahonnan a beesési szöggel azonos mértékben visszaverődik. A visszaverődés után ezt a fénysugarat meg kell hosszabbítani a tükör belseje felé. A két meghosszabbított fénysugár metszéspontjában lesz a látszólagos kép (piros színű) nyíl hegye. A fénytörő közeg pedig a lencse, melynek alakja szintén lehet sík, homorú vagy domború. Az alábbi animációban az öt különböző eset közül egy legördülő menüből lehet választani, majd a „Szerkeszt” gombra kattintva indul az animáció. Először elhelyezi a megadott méretű tárgyat a megadott helyre (sötétkék nyíl). Következő lépésként egy fénysugár (zöld színű) indul a lencse felé, a tengellyel párhuzamosan, mely a lencséről úgy szóródik szét, mintha a lencse fókuszpontjából indult volna. Ezt a fénysugarat meg kell hosszabbítani a lencse fókuszpontja felé. Ezután egy másik fénysugár (világoskék színű) indul a lencse felé a lencse optikai középpontjába, ahonnan irányváltoztatás nélkül halad tovább. A meghosszabbított és a másik fénysugár metszéspontjában lesz a látszólagos kép (piros színű) nyíl hegye. Először elhelyezi a megadott méretű tárgyat a megadott helyre (sötétkék nyíl). Következő lépésként egy fénysugár (zöld színű) indul a lencse felé, a tengellyel párhuzamosan, mely a lencse túloldali fókuszpontján keresztül haladva törik meg. Ezután egy másik fénysugár (világoskék színű) indul a lencse felé a lencse optikai középpontjába, melyen irányváltoztatás nélkül halad keresztül. A két megtört fénysugár (vagy azoknak a lencse tárgy felőli oldalán való meghosszabbítása t A képalkotás során megkülönböztetünk valódi és látszólagos képeket. Valódi kép: ha a tárgy egy pontjából kiinduló fénysugarak visszaverődés után ismét egy ponton mennek keresztül, akkor a keletkezett kép ernyőn felfogható. A nagyítás (N) K/T=k/t=1. A nevezetes sugarakat felhasználva szerkesszük meg a képet. tags:
#visszapillanto #tukor #optikai #elve
Domború gömbtükör
Lencsék képalkotása (röviden)
Homorú lencse (szórólencse)
Domború lencse (gyűjtőlencse)
Képalkotás összefoglaló táblázat
Tükör típusa Tárgy helyzete Kép tulajdonságai Síktükör Bárhol Látszólagos, egyenes állású, azonos méretű, a tükör mögött Homorú gömbtükör Geometriai középponton kívül Valódi, fordított, kicsinyített Geometriai középpontban Valódi, fordított, azonos méretű Geometriai középpont és fókuszpont között Valódi, fordított, nagyított Homorú gömbtükör Fókuszponton belül (t<f) Látszólagos, egyenes állású, nagyított Domború gömbtükör Bárhol Látszólagos, egyenes állású, kicsinyített