거울 소개
거울은 수천 년 동안 인간이 사용한 기본 광학 장치입니다. 고대의 세련된 흑요석에서 현대 정밀 광학에 이르기까지 거울은 일상 생활, 과학 연구 및 산업 응용 분야에서 광범위한 목적을 제공합니다. 두 가지 주요 유형의 거울은 평면 미러 및 구형 미러이며, 각각은 뚜렷한 광학적 특성 및 응용 분야를 갖는다.
이러한 거울 유형의 차이점을 이해하는 것은 물리학, 광학 엔지니어 및 빛의 행동에 관심이있는 사람에게는 필수적입니다. 이 기사는 거울 반사의 물리학을 탐구하고, 평면과 구형 거울의 특성을 비교하고, 실제 적용을 조사 할 것입니다.
반사의 기초
특정 거울 유형을 검토하기 전에 반사의 기본 원리를 이해하는 것이 중요합니다.
- 성찰의 법칙 : 입사각은 반사 각도와 같습니다
- 사고 광선 : 광선은 거울 표면에 접근합니다
- 반사 레이 : 거울 표면에서 튀는 빛의 광선
- 정상: 입사 지점에서 거울 표면에 수직 인 가상 선
모든 미러는 이러한 기본 원리를 기반으로 작동하지만 미러의 모양은 빛의 광선이 행동하는 방식과 어떤 종류의 이미지가 형성되는지에 크게 영향을 미칩니다.
거울의 유형
비행기 미러
평면 미러는 평평한 반사 표면을 가지며 일상 생활에서 발생하는 가장 일반적인 유형의 거울입니다. 그들은 가상 이미지를 생성합니다.
- 똑바로 세우고 객체와 같은 크기
- 물체가 앞에있는 것과 같은 거리에 거울 뒤에 위치
- 측면으로 거꾸로 (왼쪽 오른쪽 반전)
평면 미러의 단순성은 확대 나 왜곡없이 물체의 정확한 표현이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
구형 거울
구형 거울 구의 일부를 형성하는 곡선 반사 표면이 있습니다. 그들은 두 가지 품종으로 나옵니다.
- 오목 거울 : 구부러진 안쪽 (수렴 거울)
- 볼록 거울 : 곡선 바깥 쪽 (분기 거울)
구형 거울은 거울의 초점에 대한 물체의 위치에 따라 실제 이미지와 가상 이미지를 모두 생성 할 수 있습니다. 이미지를 확대하거나 줄일 수 있으며 광학 기기에 필수적입니다.
자세한 비교
특성 | 비행기 미러 | 구형 거울 |
표면 모양 | 평평한 | 곡선 (구형) |
초점 | 초점 없음 (무한 초점 길이) | 명확한 초점 |
이미지 유형 | 항상 가상 | 실제 또는 가상 일 수 있습니다 |
이미지 크기 | 객체와 같은 크기 | 확대되거나 감소 할 수 있습니다 |
이미지 방향 | 똑바로 옆으로 반전됩니다 | 반전되거나 똑바로 수 있습니다 |
시야의 분야 | 거울 크기로 제한됩니다 | 더 넓은 필드 (볼록), 좁은 (오목) |
응용 프로그램 | 가정용, 잠망경, 만화경 | 망원경, 차량 거울, 면도 거울 |
광학식 | 특정 공식이 없습니다 | 1/f = 1/u 1/v (미러 방정식) |
수차 | 없음 | 구형 수차가 존재합니다 |
이미지 형성
평면 미러 이미지 형성
평면 미러에서는 반사 후 광선이 발산됩니다. 가상 이미지는 물체가 앞에있는 것과 같은 거리에서 거울 뒤에있는 것으로 보입니다. 이미지는 항상 똑같이 똑같이 크고 측면으로 반전됩니다.
구형 미러 이미지 형성
구형 거울은 객체 위치에 따라 다른 유형의 이미지를 형성합니다. 오목 미러는 실제적이고 거꾸로 된 이미지 또는 가상의 직립 이미지를 만들 수 있습니다. 볼록 미러는 항상 가상, 직립, 감소 된 이미지를 생성합니다.
실제 응용 프로그램
평면 미러 응용 프로그램
- 개인 손질 : 욕실 거울, 드레싱 거울
- 홈 장식 : 벽의 환상을 만들기 위해 벽의 거울
- 광학 기기 : 잠망경, 만화경
- 안전: 복도와 상점에서 거울을 확인하십시오
- 과학 장비 : 빔 스플리터, 광학 공동
구형 거울 응용
- 오목 거울 :
- 면도 및 메이크업 미러 (배율)
- 망원경 반영 (천문학)
- 태양 밥솥 및 농축기
- 전조등 및 스포트라이트
- 치과 및 건강 검진 도구
- 볼록 거울 :
- 차량 측 미러 (넓은 시야)
- 보안 및 감시 거울
- 블라인드 코너의 도로 안전 거울
- 편의점 모니터링 시스템
거울 작동의 물리학
거울의 행동은 반사 법칙과 거울 표면의 기하학에 의해 지배됩니다.
비행기 미러 물리학
평면 미러의 경우, 반사의 법칙은 간단합니다. 물체의 각 지점은 입사각이 반사 각도와 같은 방식으로 빛을 반사합니다. 가상 이미지는 반사 광선이 뒤로 추적 될 때 발생하는 위치에서 형성됩니다.
구형 거울 물리학
구형 거울은 거울 방정식을 따릅니다. 1/f = 1/u 1/v, 여기서 :
- f = 거울의 초점 길이
- u = 거울에서 물체 거리
- v = 거울로부터의 이미지 거리
배율 (m)은 m = -v/u로 주어집니다. 사인 규칙은 중요합니다. 거울 앞의 거리는 양수이며 뒤에는 부정적입니다.
결론
평면 및 구형 거울은 광학 특성에 따라 근본적으로 다른 목적을 제공합니다. 평면 미러는 일상적인 사용에 이상적인 정확하고 분리되지 않은 반사를 제공하는 반면, 구형 거울은 배율, 감소 또는 광각 관찰을 통해 이미지를 조작 할 수있는 기능을 제공합니다.
이러한 미러 유형 사이의 선택은 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 다릅니다. 충실한 표현이 필요할 때 평면 미러가 뛰어나고, 이미지 조작 또는 특정 광학적 특성이 필요할 때 구형 미러가 필수적입니다.
이러한 차이를 이해하면 특정 응용 분야에 대한 거울을 더 잘 선택할 수 있으며 광학 및 물리학에 대한 추가 연구를위한 기본 지식을 제공합니다.