Imagini formate prin reflexie în oglinzi plane

(Două raze de lumină care provin din punctul P pe un obiect sunt reflectate de o oglindă plată în ochiul unui observator. Razele reflectate sunt obținute folosind legea reflexiei. Extinzând aceste raze reflectate înapoi, ele par să vină din punctul Q din spatele oglinzii, care este locul în care se află imaginea virtuală. Repetarea acestui proces pentru punctul P′ dă punctul de imagine Q′. Înălțimea imaginii este așadar aceeași cu înălțimea obiectului, imaginea este în poziție dreaptă, iar distanța obiectului d₀ este aceeași cu distanța imaginii d_i. (Credit: modificarea lucrării lui Kevin Dufendach, traducere de Nicolae Sfetcu))

Observați că razele reflectate par observatorului că provin direct din imaginea din spatele oglinzii. În realitate, aceste raze provin din punctele de pe oglindă unde sunt reflectate. Imaginea din spatele oglinzii se numește imagine virtuală deoarece nu poate fi proiectată pe un ecran – razele par să provină doar dintr-un punct comun din spatele oglinzii. Dacă mergi în spatele oglinzii, nu poți vedea imaginea, pentru că razele nu ajung acolo. Cu toate acestea, în fața oglinzii, razele se comportă exact ca și cum ar veni din spatele oglinzii, așa că acolo se află imaginea virtuală.

Localizarea unei imagini în o oglindă plană

Legea reflexiei ne spune că unghiul de incidență este același cu unghiul de reflexie. Aplicând acest lucru triunghiurilor PAB și QAB din Figura de mai sus și folosind geometria de bază se arată că acestea sunt triunghiuri congruente. Aceasta înseamnă că distanța PB de la obiect la oglindă este aceeași cu distanța BQ de la oglindă la imagine. Distanța obiect (notat d_o) este distanța de la oglindă la obiect (sau, mai general, de la centrul elementului optic care îi creează imaginea). În mod similar, distanța imaginii (notată d_i) este distanța de la oglindă la imagine (sau, mai general, de la centrul elementului optic care o creează). Dacă măsurăm distanțe de la oglindă, atunci obiectul și imaginea sunt în direcții opuse, deci pentru o oglindă plană, distanțele obiectului și imaginii ar trebui să aibă semnele opuse:

d_o = −d_i.

Un obiect extins precum containerul din Figura 2.2 poate fi tratat ca o colecție de puncte și putem aplica metoda de mai sus pentru a localiza imaginea fiecărui punct pe obiectul extins, formând astfel imaginea extinsă.

Imagini multiple

Dacă un obiect este situat în fața a două oglinzi, este posibil să vedeți imagini în ambele oglinzi. În plus, imaginea din prima oglindă poate acționa ca un obiect pentru a doua oglindă, astfel încât a doua oglindă poate forma o imagine a imaginii. Dacă oglinzile sunt așezate paralel una cu cealaltă și obiectul este plasat într-un alt punct decât punctul de mijloc dintre ele, atunci acest proces de imagine a unei imagini continuă la nesfârșit, așa cum poate ați observat când stateați pe un hol cu oglinzi de fiecare parte. Acest lucru este prezentat în Figura de mai jos, care prezintă trei imagini produse de obiectul albastru. Observați că fiecare reflecție se inversează în față și în spate, la fel cum tragerea unei mănuși drepte pe dos produce o mănușă stângă (de aceea o reflexie a mâinii tale drepte este o mână stângă). Astfel, fața și spatele imaginilor 1 și 2 sunt ambele inversate față de obiect, iar fața și spatele imaginii 3 sunt inversate față de imaginea 2, care este obiectul pentru imaginea 3.

(Două oglinzi paralele pot produce, în teorie, un număr infinit de imagini ale unui obiect plasat descentrat între oglinzi. Trei dintre aceste imagini sunt prezentate aici. Fața și spatele fiecărei imagini sunt inversate față de obiectul său. Rețineți că culorile sunt doar pentru a identifica imaginile. Pentru oglinzile normale, culoarea unei imagini este în esență aceeași cu cea a obiectului său.)

Reflecțiile infinite se pot termina. De exemplu, două oglinzi în unghi drept formează trei imagini, așa cum se arată în partea (a) din figura 2.4. Imaginile 1 și 2 rezultă din razele care se reflectă dintr-o singură oglindă, dar imaginea 1,2 este formată din razele care se reflectă din ambele oglinzi. Acest lucru este prezentat în diagrama de trasare a razelor din partea (b) din figura de mai jos. Pentru a găsi imaginea 1,2, trebuie să vă uitați în spatele colțului celor două oglinzi.

(Două oglinzi pot produce mai multe imagini. (a) Trei imagini ale unui cap de plastic sunt vizibile în cele două oglinzi în unghi drept. (b) Un singur obiect care se reflectă din două oglinzi într-un unghi drept poate produce trei imagini, așa cum se arată în imaginile cu verde, violet și roșu.)