K nejjednoduššímu zobrazení odrazem dochází na lesklé rovinné ploše, která se nazývá rovinné zrcadlo. Před rovinné zrcadlo umístíme předmět, na kterém vybereme bod P, ze kterého vychází rozbíhavý svazek paprsků. Paprsky dopadají na zrcadlo a na něm se odráží podle zákona odrazu. Odražené paprsky vytváří rozbíhavý svazek, a před zrcadlem se tedy neprotínají. Při pohledu okem vidíme obraz v bodě P´, odkud svazek odražených paprsků zdánlivě vychází. To je v průsečíku zpětně prodloužených odražených paprsků, tedy v prostoru za zrcadlem. Při zobrazení rovinným zrcadlem vzniká tedy zdánlivý obraz.
Obr. 1: Zobrazení rovinným zrcadlem
Animaci, která znázorňuje odraz paprsků na rovinném zrcadle, lze zhlédnout na:
Z geometrické konstrukce je patrné, že vzdálenost obrazu za zrcadlem a´ je stejná jako vzdálenost předmětu před zrcadlem a. Jednoduše najdeme obraz bodu tak, že z bodu sestrojíme kolmici na zrcadlo a po prodloužení kolmice za zrcadlo na ni naneseme vzdálenost a´ = a. Obraz libovolného předmětu najdeme tak, že popsaným způsobem sestrojíme obrazy vhodně zvolených bodů předmětu.
Obr. 2: Obrazy předmětů vytvořené rovinným zrcadlem
Obraz vytvořený rovinným zrcadlem má vždy následující vlastnosti:
-
zdánlivý
-
přímý
-
stejně velký jako předmět
-
stranově převrácený
-
souměrný s předmětem podle roviny zrcadla
Obr. 3: Souměrnost obrazu a předmětu podle roviny zrcadla
Základní podmínkou toho, aby se určitý povrch choval jako rovinné zrcadlo, je jeho hladkost.
Na nerovném (hrbolatém) povrchu dochází k rozptylu světla. Odrazem paprsků, které přicházejí z různých směrů, vytváří takový povrch rozbíhavé svazky, které vychází z jednotlivých bodů na tomto povrchu. Tak vidíme vlastní povrch, a nevidíme v něm obrazy okolních předmětů. Naproti tomu na dokonale rovném povrchu nedochází k rozptylu světla, zrcadlo nevytváří vlastní svazky rozbíhavých paprsků, jeho povrch je sám o sobě špatně viditelný, ale vidíme v něm obrazy okolních předmětů. Pokud je zrcadlo velké a nevíme o jeho existenci, nemusíme si ho všimnout a eventuálně do něj můžeme i narazit.
Obr. 4: Obraz vázy v zrcadle.
Obr. 5: Vyleštěná deska klavíru se částečně chová jako zrcadlo
Obr. 6: Povrch bílého ubrusu obraz vázy nevytváří
Uhodnete, zda je na následující fotografii přímý pohled do chodby, nebo obraz chodby v nástěnném zrcadle?
Obr. 7: Chodba
Praktické cvičení
Hrátky se zrcátky
Vhodné i pro žáky ZŠ
1. Vidíš-li v zrcadle tvář spolužáka, můžeš si být jist/á, že on vidí v témže zrcadle tebe?
2. Svisle postavenou tužkou se dotýkáme rovinného zrcadla, které svírá s rovinou stolu úhel 45°. Proveďte geometrickou konstrukci obrazu tužky. Řešení ověřte experimentálně.
3. Dvě rovinná zrcátka postavte kolmo na desku stolu, aby jejich hrany svíraly úhel 60° (90°, 120°). Mezi zrcátka vkládejte různé předměty. Kolik obrazů vidíte v jednotlivých případech?
|
úhel |
počet obrazů |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Na papíry si se spolužákem navzájem tužkou nakreslete různě klikaté dráhy. Papíry si vyměňte. Projeďte tužkou nakreslenou dráhu, a to tak, že si dráhu i pohybující se tužku budete prohlížet v rovinném zrcadle. (Nesmíte se dívat na svou ruku, ale jen do zrcadla.)
5. Napište na papír tiskacími písmeny slovo FYZIKA (své jméno apod.) tak, abyste ho správně přečetli v zrcadle.
