Εστιακό μήκος ενός κοίλου καθρέφτη

Υπάρχουν δύο τύποι σφαιρικών κατόπτρων—κοίλων και κυρτών.

Οι κοίλοι καθρέφτες έχουν μια εσωτερικά κυρτή ανακλαστική επιφάνεια. Οι κοίλοι καθρέφτες είναι επίσης γνωστοί ως συγκλίνοντες καθρέφτες επειδή συλλέγουν ή συγκλίνουν τις ακτίνες φωτός παράλληλες με τον κύριο άξονα που πέφτει πάνω τους σε ένα μόνο εστιακό σημείο. Οι κοίλοι καθρέφτες συγκεντρώνουν τις ακτίνες φωτός και μπορούν να παράγουν μεγάλες, καθαρές εικόνες.

Ένας κυρτός καθρέφτης έχει ένα γωνιακό (Καμπύλη) σχήμα με έναν ανακλαστήρα που προεξέχει προς την πηγή φωτός, γνωστό και ως αποκλίνοντα κάτοπτρο. Το φως σε αυτούς τους τύπους καθρεφτών αντανακλάται προς τα έξω. Επομένως, δεν χρησιμοποιούνται για την εστίαση των φώτων. Ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ του καθρέφτη και του αντικειμένου, η εικόνα ενός κυρτού καθρέφτη είναι πάντα μειωμένη, όρθια και εικονική. Επειδή το εστιακό σημείο και το κέντρο καμπυλότητας  είναι και οι δύο υποθετικές θέσεις «μέσα» στον καθρέφτη που δεν είναι προσβάσιμες, σχηματίζονται πάντα εικονικές εικόνες. Καθώς οι εικόνες που δημιουργούνται με αυτούς τους τύπους κατόπτρων  παραμένουν μέσα στον καθρέφτη, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως προβολές οθόνης. Η εικόνα είναι αρχικά μικρότερη από το αντικείμενο, αλλά καθώς πλησιάζει στον καθρέφτη, γίνεται μεγαλύτερη, αλλά όχι μεγαλύτερη από το αντικείμενο.

Τι είναι η εστιακή απόσταση;

Η απόσταση μεταξύ του εστιακού σημείου ενός φακού ή του καθρέφτη και του κυρτού φακού ή του καθρέφτη ονομάζεται εστιακή απόσταση. Μπορεί επίσης να γίνει κατανοητό ως η σύγκλιση ή το σημείο συνάντησης δύο παράλληλων ακτίνων φωτός. Ανάλογα με τη φύση του φακού και του καθρέφτη, η εστιακή απόσταση ποικίλλει ανάλογα με το πρόσημο (θετικό ή αρνητικό) (κυρτό ή κοίλο ).

Η εστιακή απόσταση:

• Ο κοίλος καθρέφτης, ακριβώς  ως κανονικός καθρέφτης, ακολουθεί τους νόμους της ανάκλασης του φωτός.
• Όταν ακτίνες παράλληλες προς τον κύριο άξονα χτυπούν τον κοίλο καθρέφτη (ίδιος άξονας), η ανάκλαση συγκλίνει στην κύρια εστίαση, που είναι το συγκεκριμένο σημείο σύγκλισης
• Σχηματίζεται μια ακριβής, μικρότερη και ανεστραμμένη  αντανάκλαση εκεί που εστιάζεται ο καθρέφτης
• Η εστιακή απόσταση ενός κοίλου καθρέφτη είναι η απόσταση μεταξύ των πόλων P και F του κοίλου καθρέφτη που θεωρείται ότι είναι η εστίαση.

Η εστιακή απόσταση του κυρτού κατόπτρου είναι θετική, ενώ η εστιακή απόσταση του κοίλου κατόπτρου είναι αρνητική. Ο τύπος καθρέφτη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δείξει το ίδιο σημείο:

1/f =1/v+1/u

Επειδή είναι προφανές ότι το αντικείμενο βρίσκεται σε συγκεκριμένη τοποθεσία, η οποία είναι η αριστερή ή η αντίθετη κατεύθυνση της ακτίνας πρόσπτωσης του καθρέφτη, η απόσταση του αντικειμένου πρέπει να είναι -ve.

u =-u

v =-v

(Η αντανάκλαση που δημιουργείται μέσω του κοίλου καθρέφτη είναι συνήθως η αριστερή πλευρά ή η αντίθετη κατεύθυνση της ακτίνας πρόσπτωσης του καθρέφτη)

Εάν χρησιμοποιείτε τον τύπο καθρέφτη:

1/f =1/v+1/u 

Ή f =(u+v)/uv

Ή f =uv/u+v

Η διαδικασία προσδιορισμού του εστιακού σημείου ενός κοίλου καθρέφτη είναι η εξής.

• Απόσταση πάνω από πενήντα πόδια ανάμεσα στα επιλεγμένα διαφορετικά αντικείμενα
• Ο καθρέφτης πρέπει να τοποθετείται σε βάση και το αντικείμενο που θα αντανακλάται θα πρέπει να βλέπει το ένα το άλλο
• Η θέση της οθόνης πρέπει να είναι μπροστά από τον καθρέφτη για σωστή αντανάκλαση
• Θα πρέπει να γίνουν οι κατάλληλες τροποποιήσεις για σωστή,  και ευκρινή εικόνα με ευκρίνεια
• Εδώ, η απόσταση μεταξύ της εστιακής απόστασης και του καθρέφτη ισούται με την απόσταση της οθόνης και αυτή του καθρέφτη, η ίδια μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας μονάδα μέτρου
• Η μέση εστιακή απόσταση μπορεί να μετρηθεί με την επανάληψη των παραπάνω βημάτων τρεις φορές.

Συμπέρασμα 

Η εστιακή απόσταση ενός κοίλου κατόπτρου είναι η απόσταση μεταξύ του πόλου P και της εστίασής του F. Η εστιακή απόσταση ενός κοίλου κατόπτρου μπορεί να εκτιμηθεί λαμβάνοντας μια «πραγματική εικόνα» ενός απομακρυσμένου αντικειμένου στην εστίασή του.