Wątpliwości co do luster

Question

To moje pytanie dotyczy pewnych ogólnych obserwacji. Z diagramów promieni można łatwo wywnioskować, że używając rzeczywistego obiektu nie możemy uzyskać rzeczywistego obrazu z lustra płaskiego. Ale jeśli zapalimy pochodnię w lustrze, na ścianie zobaczymy prawdziwy obraz. Dlaczego prawdziwy obraz tworzy się pomimo diagramów promieni pokazujących, że nie powstają?

Answer 1

Plamka światła na ścianie to obraz żarówki w latarce (latarka dla Amerykanów). Jest to jednak niezwykle rozmyty obraz; nie widać kształtu żarnika wewnątrz żarówki na ścianie. Dzieje się tak, ponieważ otwór latarki jest duży.

Spójrz na obrazek poniżej. Wyobraź sobie, że czerwone T po lewej stronie to żarnik latarki, środkowe linie z przerwą to krawędzie otworu latarki, a rozmyte odwrócone T po prawej stronie to obraz na ścianie. Ukośne linie przecinające się od lewej do prawej pokazują różne promienie światła wychodzące z włókna w różnych kierunkach i wciąż uderzające w płaszczyznę obrazu.

Ponieważ światło z pojedynczego punktu na filamencie może dotrzeć do wielu miejsc na płaszczyźnie obrazu, obraz jest zamazany, ponieważ obrazy z różnych punktów na filamencie nakładają się na siebie. Możesz sobie wyobrazić, że w miarę powiększania się środkowej apertury litera T będzie coraz bardziej rozmyta, aż stanie się nierozpoznawalnym okręgiem.

Płaskie lustro nie tworzy obrazu na ścianie, tak jak otwór latarki. Możesz to stwierdzić, ponieważ miejsce na ścianie jest takie samo, niezależnie od tego, czy świeci się latarką bezpośrednio na ścianę, czy odbija światło od płaskiego lustra. W ten sam sposób, w jaki kamera otworkowa może tworzyć obraz, ograniczona apertura latarki może tworzyć obraz żarówki latarki na ścianie, choć może być rozmyty.

Jeśli zastąpisz latarkę świecą lub gołą żarówką, po odbiciu się od lustra na ścianie nie powstanie żaden obraz. Brak układu optycznego (obiektywu lub przysłony) oznacza brak obrazu.

Answer 2

Przyjmując definicję obrazu rzeczywistego, czyli obraz rzeczywisty powstaje, gdy promienie świetlne wychodzące z obiektu faktycznie zbiegają się w punkcie, możemy wnioskować, że lustro płaskie zawsze dawałoby obraz wirtualny. Dzieje się tak, ponieważ promienie światła z obiektu (w tym przypadku pochodni) w rzeczywistości nie zbiegają się w jakimś punkcie (patrz rysunek ).

Uważam, że to tylko kwestia tego, jaką definicję użyjesz, aby nazwać obraz rzeczywisty / wirtualny. Jednak inną powszechną definicją rzeczywistego obrazu jest to, że można go uzyskać / zobaczyć, umieszczając ekran przed odbitym światłem. Biorąc pod uwagę twoją obserwację, że możesz "zobaczyć" odbite światło pochodni na ścianie / ekranie, nie jestem w stanie pogodzić tego z początkową definicją zbieżności promieni rzeczywistego obrazu.