Lustro walcowe

Co tu można zrobić
Stań przed lustrem. Podnieś jedną rękę. Co widzisz? Obserwuj, jak zmienia się obraz, gdy zbliżasz i oddalasz się od zwierciadła. Przeprowadź eksperyment, stając po obu stronach lustra.


Dlaczego tak się dzieje
Odbicie światła od zakrzywionej powierzchni daje często zdeformowany obraz tego, co obserwujemy. Obraz, jaki powstaje, zależy od tego, jak bardzo i w którą stronę wygięte jest zwierciadło, oraz od odległości obserwowanego obiektu od zwierciadła.
Zgodnie z prawem odbicia, kąt odbicia promienia światła jest równy kątowi jego padania (z podobnego prawa korzystają bilardziści). Obraz powstaje tam, gdzie oświetlające przedmiot promienie przecinają się po odbiciu od zwierciadła – jest to wtedy obraz rzeczywisty, czyli taki, który dałby się wyświetlić na ustawionym przed lustrem ekranie (rys. 1). Jeśli promienie odbite od zwierciadła rozbiegają się, obraz powstaje na przecięciu ich przedłużeń – „po drugiej stronie lustra” (rys. 2). Taki obraz jest obrazem pozornym – nie można go zobaczyć na ekranie. Jeśli wiązka promieni odbitych od zwierciadła jest równoległa, obraz nie powstaje. Jeśli oświetlimy zwierciadło równoległą wiązką światła, promienie odbite lub ich przedłużenia przecinają się w jednym punkcie. Ten punkt to ognisko – rzeczywiste (F) lub pozorne (F’), a jego odległość od zwierciadła to ogniskowa. To, jak daleko od zwierciadła ustawimy przedmiot, wpływa na cechy powstającego obrazu.
W zwierciadle wypukłym (rys. 2) zawsze powstaje obraz pomniejszony, dlatego nasze odbicie jest w nim odchudzone – tym bardziej, im dalej od zwierciadła staniemy. Zwierciadło wklęsłe (rys. 1) powiększa, jeśli przedmiot znajduje się między zwierciadłem a podwojoną ogniskową (wyjątek – umieszczenie przedmiotu w samym ognisku sprawi, że obraz nie powstanie). Umieszczenie przedmiotu za podwojoną ogniskową (punkt O) daje efekt pomniejszenia. Dodatkowym efektem, występującym w zwierciadle wklęsłym, jest odwrócenie obrazu dla przedmiotu umieszczonego za ogniskiem (rys. 1).


Ciekawostki
Lustra wyszczuplające stosowane są w części sklepów z ubraniami. Ma to na celu zwiększenie sprzedaży dzięki sprawianiu wrażenia, że oferowane ubrania wyszczuplają sylwetki klientów. Krzywizna w niewielkim stopniu odbiega od płaszczyzny, więc trudno zauważyć taką „korektę”.