Spiegelwet

Spiegelende terugkaatsing

Lichtstralen die een vlakke spiegel treffen, worden in een bepaalde richting teruggekaatst. De richting hangt af van de hoek waaronder de stralen de spiegel treffen. Om ervoor te zorgen dat we allemaal dezelfde hoek bedoelen, spreken we het volgende af:

• De lijn loodrecht op de spiegel noemen we de normaal. Deze lijn wordt gestippeld.
• De hoek van inval (i) is de hoek tussen de invallende straal en de normaal.
• De hoek van terugkaatsing (t) is de hoek tussen de normaal en de teruggekaatste straal.

Spiegelwet

Voor terugkaatsing door een spiegel geldt de Spiegelwet:

hoek van inval = hoek van terugkaatsing

of korter:

Een periscoop is een apparaat waarmee je om een hoekje kunt kijken. Je kunt zo’n apparaat bouwen als je een lange buis hebt en twee spiegeltjes of glanzende, vlakke metalen plaatjes. Zaag de buis aan beide kanten schuin af, zodat je stukjes van 10 cm overhoudt. Plak de spiegeltjes op de aangegeven plaatsen en plak de afgezaagde stukjes onder een rechte hoek op de lange buis.

Beeldvorming door een vlakke spiegel

Als je in een spiegel kijkt, zie je van jezelf een spiegelbeeld. Vanuit ieder punt van je gezicht vertrekken lichtstralen die door de spiegel worden teruggekaatst. Een deel van die teruggekaatste lichtstralen komt in jouw ogen.

Omdat er in werkelijkheid achter de spiegel niets te zien is, spreken we van een virtueel beeld. Ook de lichtstralen achter de spiegel zijn er niet echt. Daarom stippelen we deze stralen.

Extra: hoe wordt een spiegel gemaakt?
Een spiegel is een dunne glasplaat die aan de ach­terkant is verzilverd. De lichtstralen die op de spie­gel vallen, worden door het glas doorgelaten en door de zilverlaag teruggekaatst. Natuurlijk wordt er maar een heel dun laagje zilver op het glas aan­gebracht, want anders zouden spiegels erg duur worden.
Het licht wordt dus teruggekaatst door het metaal. De glasplaat dient voor de sterkte en de bescherming van de zilverlaag. Als je je vinger voor de spiegel houdt en je kijkt van opzij naar het spiegelbeeld, dan zie je om je vinger nog een dun randje. Dat komt doordat de voorkant van de glasplaat ook een klein gedeelte van de lichtstralen terugkaatst. Ook bij dubbel glas treedt hetzelfde effect op. Dit kun je vooral ’s avonds goed zien, als het buiten donker is. De lichtstralen worden dan terugge­kaatst door de voorkant van de eerste én door de voorkant van de tweede glasplaat.

Als je in de spiegel kijkt, ontvangen je ogen de licht­stralen die door de spiegel zijn teruggekaatst. Deze lij­ken van het spiegelbeeld te komen, maar zijn in wer­kelijkheid afkomstig van je gezicht.

De afstand tussen je gezicht (het voorwerp) en de spie­gel noemen we de voorwerpsafstand (v).
De afstand tussen de spiegel en het beeld is de beeld­afstand (b).

Bij de beeldvorming door een vlakke spiegel geldt steeds: voorwerpsafstand = beeldafstand, of korter: v = b.

Voorbeeld

Een lamp L staat voor een spiegel. We bepalen eerst de plaats van het spiegelbeeld B. Daarna tekenen we de lichtstralen die nog net door de rand van de spiegel worden teruggekaatst: de randstralen. De randstralen lijken uit B te komen, maar ze zijn in werkelijkheid afkomstig van lamp L. Zo ontstaat de teruggekaatste bundel.

Vanuit elk punt in het gebied tussen de randstralen kunnen we de lamp in de spiegel zien.

Extra: ongewone spiegelbeelden
Bij vlakke spiegels is het spiegelbeeld even groot en heeft het dezelfde vorm als het voorwerp. Boven en onder worden in het beeld niet verwis­seld, maar wél links en rechts. Je rechterhand wordt in de spiegel als een linkerhand afgebeeld (‘spiegel-beeld’). Op de kermis zien we dat wel anders. In een geheimzinnige tent waar ons allerlei mysterieuze zaken worden beloofd, veranderen we in afzichte­lijke gedrochten bij een blik in de aanwezige spie­gels. Gelukkig is het allemaal niet echt en kunnen we er hartelijk om lachen. Die afgrijselijke vormen ontstaan doordat de spiegels niet vlak, maar op verschillende manieren gebogen zijn.