Почему вогнутое зеркало формирует одновременно два изображения?

В эксперименте по нахождению фокусного расстояния вогнутого зеркала сначала нужно было приблизительно оценить его фокусное расстояние. Я держал в точке объект, который был вне фокуса перед зеркалом, и получал его реальное изображение на экране. Но как только я снял экран, я смог увидеть даже перевернутое изображение иглы за зеркалом (т.е. мнимое изображение). Как это возможно, если вогнутое зеркало всегда формирует реальное изображение объекта, находящегося на расстоянии, превышающем фокусное расстояние перед ним?

Ответы (2)

видеть реальное перевернутое изображение «за» зеркалом — своего рода оптическая иллюзия. Картинка по-прежнему находится перед зеркалом, но ваши глаза не могут найти систему отсчета, поэтому она «видит» картинку в обычном месте, где вы видите ее в плоском зеркале, виртуальное изображение не будет инвертировано. чтобы помочь своему глазу увидеть картинку, на том месте, где она есть на самом деле, поместите вместо экрана какую-нибудь розово-лиловую рамку, иногда даже помогает, если поднести палец к тому месту, где раньше был экран, и вы увидите настоящую изображение в воздухе рядом с вашим пальцем.

Когда я проводил эксперимент, я видел перевернутое изображение, которое казалось виртуальным (т.е. невозможным).

Источник: Комментарий ОП под этим ответом . (Видно только для пользователей с репутацией больше 10к. Вероятно, ответ был удален.)

Прежде всего, необходимо понимать, что наши глаза не могут напрямую отличить реальные изображения от виртуальных. Обычно мы определяем реальные образы как те, которые могут быть сформированы на экране, тогда как виртуальные образы не могут быть сформированы на экране. Когда вы смотрите на себя в плоское зеркало, за этим зеркалом формируется мнимый образ. Но вы можете видеть виртуальное изображение, потому что ваш хрусталик формирует реальное изображение виртуального изображения, образованного плоским зеркалом на сетчатке ( звучит сложно, но это действительно легко понять ).

Предположим, вы стоите перед вогнутым зеркалом. Независимо от вашего расстояния от зеркала, вы увидите что-то внутри зеркала. Когда вы находитесь в пределах фокусного расстояния зеркала, вы видите прямое увеличенное изображение своего лица. Это принцип зеркал для бритья. Надеюсь, вы знаете, как проверить это с помощью диаграммы лучей.

Переходя к вашему вопросу:

Вогнутое зеркало формирует реальное перевернутое изображение в своей фокальной плоскости, когда объект находится в бесконечности (подойдут практически большие конечные расстояния по сравнению с фокусным расстоянием). Когда ваши глаза находятся в пределах фокусного расстояния, вы можете увидеть размытое перевернутое изображение. Даже когда ваши глаза находятся точно на фокусном расстоянии, вы все равно видите размытое изображение. По мере того, как вы будете постепенно удаляться, вы увидите четкое перевернутое изображение удаленного объекта.

У читателя возникает очевидный вопрос: почему мы видим размытое изображение на более коротких расстояниях, но видим четкое/четкое изображение на сравнительно больших расстояниях? Это как-то связано с наименьшим расстоянием отчетливого зрения экспериментатора (LDDV). Вы можете рассматривать реальное изображение, образованное зеркалом, как объект для ваших глаз. Когда расстояние от фокальной плоскости до ваших глаз меньше LDDV, ваш хрусталик не может правильно сфокусировать его на сетчатке. Когда он больше, чем LDDV, вы увидите четкое изображение объекта (которое на самом деле является реальным перевернутым изображением удаленного объекта, образованным вогнутым зеркалом).

На самом деле вы видите воображаемый объект, парящий в воздухе, который выглядит так, как будто он находится за зеркалом, оптическая иллюзия, как описано в этом ответе , из-за отсутствия ссылки. Предположим, что ваш LDDV очень (очень) большой, тогда вы не сможете увидеть четкое изображение за пределами фокусного расстояния на сравнительно более коротких расстояниях.

Нам нужен экран, чтобы увидеть реальное изображение. Если в месте, где в воздухе формируется парящее изображение, нет экрана, как мы все еще можем его видеть?
@Physicsfreak: вы можете видеть реальное изображение, потому что оно действует как реальный объект для ваших глаз. Отраженные лучи сходятся в точку и расходятся в другую сторону. Если вы посмотрите на систему с другой стороны, вы можете распознать реальный образ как реальный объект (обычный объект). После этого ситуация очень похожа на объект, помещенный в фокальную плоскость соответствующего размера, забыв обо всем, что было до этого.