Mirror vs Lens: Difference and Comparison

Η χρήση ενός καθρέφτη εντοπίζεται στο 4000 π.Χ. όταν το νερό τοποθετούνταν σε σκούρο μπολ ή δοχείο. Η πρώτη χρήση του φακού χρονολογείται από το 1888 και χρησιμοποιήθηκε για τη διόρθωση της όρασης. Ακόμη και σήμερα, οι καθρέφτες και οι φακοί βρίσκουν χρήση σε πολλούς τομείς.

Κατασκευάζονται σε διάφορα σχήματα και μεγέθη ανάλογα με τις ανάγκες και τις επιθυμίες τους.

Χρησιμοποιούμε έναν καθρέφτη κάθε μέρα για να κοιτάξουμε τον εαυτό μας. Ένας φακός χρησιμοποιείται στα τηλεσκόπια. Μας βοηθά να κατανοήσουμε το διάστημα και το σύμπαν. Με τη βοήθεια αυτών, μπορέσαμε να αποκαλύψουμε πολλά μυστικά του σύμπαντος.

Βασικές τακτικές

1. Οι καθρέφτες αντανακλούν το φως, ενώ οι φακοί διαθλούν το φως.
2. Οι καθρέφτες παράγουν μια εικονική εικόνα, ενώ οι φακοί μια πραγματική ή εικονική εικόνα.
3. Οι καθρέφτες έχουν επίπεδη ή κυρτή επιφάνεια, ενώ οι φακοί έχουν κυρτό ή κοίλο σχήμα.

Mirror vs Lens

Ένας καθρέφτης είναι ένα αντικείμενο με ανακλαστική επιφάνεια που δημιουργεί μια εικονική εικόνα που έχει το ίδιο μέγεθος και απόσταση από τον καθρέφτη με το ίδιο το αντικείμενο. Ο φακός είναι ένα κομμάτι κυρτού γυαλιού ή άλλου διαφανούς υλικού που διαθλά ή κάμπτει το φως για να το εστιάσει και χρησιμοποιείται σε ποικίλες εφαρμογές.

Ο νόμος της ανάκλασης περιγράφει πώς ένας καθρέφτης δημιουργεί μια εικόνα. Ισχυρίζεται ότι όταν το φως προσπίπτει σε ένα αδιαφανές υλικό και αναπηδά, η γωνία ανάκλασης είναι ίση με την προσπίπτουσα ακτίνα και στο κέντρο αυτών των μοιρών υπάρχει ένα κάθετο πρότυπο.

Όλοι χρησιμοποιούν έναν φακό με κάποια μορφή κάθε μέρα. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάγνωση μικρών γραμμάτων σε ένα βιβλίο με μεγεθυντικό φακό, τη μεγέθυνση ή την ελαχιστοποίηση εικόνων και την εστίαση των θολών εικόνων.

Ο φακός είναι ένα διαφανές μέσο που έρχεται σε διαφορετικά σχήματα και χρησιμοποιείται για να κάμψει το φως με συγκεκριμένο τρόπο. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι το ακτίνες είτε αποκλίνουν είτε συγκλίνουν από ένα συγκεκριμένο σημείο.

Συγκριτικός πίνακας

Παράμετροι σύγκρισης	Καθρέπτης	Φακός
Αρχή	Λειτουργεί με βάση την αρχή του προβληματισμού	Λειτουργεί με την αρχή της διάθλασης
Φόρμουλα σχηματισμού εικόνας	1/v+1/u=1/f	1/v-1/u=1/f
Κατασκευή	Κυρίως αδιαφανές για αντανάκλαση φωτός	Κυρίως διαφανές για σχηματισμό εικόνας
Σημεία εστίασης	Ένας επίπεδος καθρέφτης δεν έχει εστιακό σημείο	Έχει εστιακά σημεία, F και 2F
Απόσταση του αντικειμένου	Μετρήθηκε από τον πόλο (P)	Μετρήθηκε από το οπτικό κέντρο
Shape	Ένας καθρέφτης μπορεί να είναι καμπύλος και επίπεδος ανάλογα με τη χρήση	Ο φακός έχει ελλειψοειδές, αμφίκυρτο σχήμα. Ένα ελλειψοειδές είναι παρόμοιο με μια σφαίρα, αλλά τεντωμένο, όπως μια ελιά, και αμφίκυρτο σημαίνει ότι είναι στρογγυλεμένο προς τα έξω και στις δύο πλευρές.

Τι είναι το Mirror;

Ο σχηματισμός εικόνας από έναν καθρέφτη μπορεί να γίνει κατανοητός από το νόμο της ανάκλασης. Αναφέρει ότι όταν το φως χτυπήματα μια αδιαφανή επιφάνεια και ανακλάται, η γωνία ανάκλασης είναι ίση με την προσπίπτουσα ακτίνα, και υπάρχει μια κάθετη κανονική στο μέσο αυτών των γωνιών.

Ακτίνα πρόσπτωσης- Είναι η ακτίνα φωτός που ταξιδεύει προς την αδιαφανή επιφάνεια του καθρέφτη και πέφτει πάνω του.

Ανακλώμενη ακτίνα – Είναι η ακτίνα φωτός που ανακλάται πίσω αφού χτυπήσει στην αδιαφανή επιφάνεια του καθρέφτη. Η προσπίπτουσα ακτίνα και η ανακλώμενη ακτίνα κατασκευάζουν ίσες γωνίες από την κανονική και στις δύο πλευρές της κανονικής.

Τρεις κύριοι τύποι καθρεφτών είναι:

1. Επίπεδος καθρέφτης-Αυτός είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος καθρέφτης. Η ακτίνα φωτός που τα χτυπά ανακλάται πίσω σε γωνία 90°. Η εικόνα που βλέπετε στον καθρέφτη είναι αντίστροφη. Αυτό σημαίνει ότι η δεξιά πλευρά φαίνεται να είναι η αριστερή πλευρά και η αριστερή φαίνεται να είναι η δεξιά. Αυτό ονομάζεται κατοπτρική εικόνα.
2. Ο κυρτός καθρέφτης-Αυτός ο καθρέφτης σχηματίζει μια εικονική εικόνα και καλείται προς τα έξω.
3. Κοίλος καθρέφτης-Μπορούν να σχηματιστούν τόσο πραγματικές όσο και εικονικές εικόνες. Λυγίζει προς τα έξω. Εάν η εικόνα τοποθετηθεί στο άπειρο, σχηματίζεται μια πολύ μειωμένη αλλά πραγματική εικόνα. Εάν το αντικείμενο τοποθετηθεί μεταξύ της εστίασης και του πόλου, η εικόνα που σχηματίζεται είναι εξαιρετικά μεγεθυμένη και εικονική. Αυτό βρίσκει εφαρμογή σε καθρέφτες ξυρίσματος.

Μερικοί άλλοι καθρέφτες που χρησιμοποιούνται στη φυσική είναι:

1. Περιστρεφόμενοι καθρέφτες
2. Επικλινείς καθρέφτες
3. Σφαιρικοί καθρέφτες

Τα διαγράμματα ακτίνων μπορούν επίσης να κατασκευαστούν σε χαρτί για να προβλέψουν τη θέση της εικόνας που σχηματίζεται από έναν καθρέφτη. Τα διαγράμματα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη του σχήματος, του μεγέθους και της απόστασης της εικόνας, καθώς και για το εάν θα είναι πραγματική ή εικονική.

Τι είναι το Lens;

Ο φακός χρησιμοποιείται με πολλούς τρόπους καθημερινά. Μερικά παραδείγματα είναι οι φακοί κάμερας, οι αρχικοί φακοί, οι τηλεφακοί, οι φακοί γυαλιών οράσεως και οι φακοί επαφής.

Οι φακοί είναι κατασκευασμένοι από πλαστικό ή γυαλί και το σχήμα στο οποίο κατασκευάζονται καθορίζει εάν το φως που περνά μέσα από αυτούς θα αποκλίνει ή θα συγκλίνει.

Ο νόμος λέει ότι η μετακίνηση από έναν χαμηλότερο δείκτη διάθλασης σε έναν μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης, για παράδειγμα, από τον αέρα στο νερό, η ακτίνα του φωτός θα αντανακλάται προς την κατεύθυνση της κανονικής της επιφάνειας αντίστροφα ισχύει επίσης.

Στην πραγματική ζωή, μπορεί να είναι δύσκολο να κατανοήσουμε την κατεύθυνση προς την οποία κινείται η ακτίνα φωτός μέσω του φακού.

Τα διαγράμματα ακτίνων γίνονται εξαιρετικά χρήσιμα σε αυτές τις περιπτώσεις, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης κίνησης του φωτός και επίσης του σημείου όπου θα σχηματιστεί η εικόνα με βάση τη θέση του φακού και του αντικειμένου.

Αυτό γίνεται με τη χρήση του νόμου της διάθλασης του Snell. Οι εικόνες που σχηματίζονται από έναν φακό μπορούν να είναι δύο τύπων, μια πραγματική εικόνα και μια εικονική εικόνα.

Μια πραγματική εικόνα σχηματίζεται όταν οι ακτίνες φωτός από τον φακό συγκλίνουν πραγματικά σε ένα σημείο και είναι ορατές με γυμνό μάτι. Αυτό σημαίνει ότι η εικόνα σχηματίζεται στους υποδοχείς του ανθρώπινου ματιού και τα φωτοευαίσθητα κύτταρα την συλλαμβάνουν στην πραγματικότητα.

Μια εικονική εικόνα σχηματίζεται όταν οι ακτίνες φωτός μέσω του φακού την κάνουν να μοιάζει σαν να προέρχεται από την εικονική εικόνα. Αυτό σημαίνει ότι αν ακολουθήσετε την κούρσα του φωτός προς τα πίσω, θα φτάσετε στο σημείο όπου όλα συγκλίνουν.

In Αλήθεια, αυτές οι ακτίνες στην πραγματικότητα δεν συγκλίνουν σε αυτή τη θέση και εάν τοποθετηθεί μια οθόνη σε αυτό το σημείο, μια εικόνα δεν θα είναι ορατή.

Κύριες διαφορές μεταξύ καθρέφτη και φακού

1. Ο φακός λειτουργεί με βάση την αρχή της διάθλασης, ενώ οι καθρέφτες λειτουργούν με βάση τους νόμους της ανάκλασης.
2. Το 100% του φωτός ανακλάται και διαθλάται στην περίπτωση ενός ιδανικού καθρέφτη και φακού, αντίστοιχα.
3. Υπάρχουν κυρίως 6 διαφορετικοί τύποι φακού, ενώ ο καθρέφτης υπάρχει μόνο σε ευρέως κοίλα και κυρτά κάτοπτρα.
4. Ο φακός έχει 2 εστιακά σημεία, ενώ ένας επίπεδος καθρέφτης έχει 0 εστιακά σημεία.
5. 1/v-1/u=1/f είναι ο τύπος για το σχηματισμό εικόνας από έναν φακό. Από την άλλη πλευρά, το 1/v+1/u=1/f είναι ο τύπος για το σχηματισμό εικόνας από έναν καθρέφτη.

αναφορές

1. https://bjo.bmj.com/content/78/10/775.short
2. https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.15254

Τελευταία ενημέρωση: 22 Ιουλίου, 2023