Optik

Konkav spejl — virkeligt billede

Objekt uden for f for et konkavt spejl: et virkeligt, omvendt billede foran spejlet.

Konkav spejl — virkeligt billede — interaktiv Optik-simulation. Objekt uden for f for et konkavt spejl: et virkeligt, omvendt billede foran spejlet. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Konkav spejl

Objekt uden for f for et konkavt spejl: et virkeligt, omvendt billede foran spejlet.

Konkave spejle følger de samme fortegnsregler som linser. Med objektet uden for brændvidden konvergerer de reflekterede stråler til et virkeligt, omvendt billede foran spejlet — brugt i barberspejle på moderat afstand og i reflektorteleskoper.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Virkeligt omvendt billede

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Et konkavt spejl fokuserer lys som en samlende linse. Når genstanden flyttes længere væk fra et konkavt spejl, flytter dens virkelige billede sig så tættere på spejlets brændpunkt, på samme måde som for en linse?

Forudsigelser at afveje

• Nej — en fjernere genstand flytter billedet længere væk fra spejlet.
• Spejle og linser følger helt forskellige afbildningsregler.
• Ja — den samme sammenhæng 1/f = 1/d_o + 1/d_i gælder, så en fjernere genstand giver et billede tættere på brændvidden.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Genstandsafstand d_o (cm)

Det, du måler:

• Billedafstand d_i (cm)
• Forstørrelse m

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen concave-real, og tryk på Nulstil. Spejlets brændvidde er fastsat til 15 cm.
2. Slå aflæsningerne af billedafstand og forstørrelse til.
3. Indstil genstandsafstanden for hver måling, og registrér billedafstanden og forstørrelsen.

Styrende ligning

Spejlligningen — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Et konkavt (samlende) spejl adlyder den samme afbildningslov som en samlende linse: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, med m = −d_i/d_o. Spejlets brændvidde er positiv, i overensstemmelse med linsens fortegnskonvention.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling d_i ud fra 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 15 cm og derefter m = −d_i/d_o. Sammenlign begge med tabellen.
• Forklar, hvorfor spejlligningen matematisk er identisk i form med tyndlinseligningen — begge bruger den samme sammenhæng 1/f = 1/d_o + 1/d_i, selv om et spejl reflekterer lyset i stedet for at bryde det.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Et barberspejl eller makeup-spejl er konkavt og holdes tættere på end dets brændvidde for at give et forstørret virtuelt billede (som i magnifier-eksperimentet). Dette eksperiment holder derimod genstanden uden for f og giver et virkeligt, omvendt billede. Forklar, hvornår man ville ønske sig hver af konfigurationerne.
• Hvert billede i dette eksperiment har negativ forstørrelse. Forklar ud fra et konkavt spejls faktiske refleksionsgeometri, hvorfor et virkeligt billede dannet af et konkavt spejl er omvendt, ligesom en samlende linses virkelige billede.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Konkavt virkeligt billede
2. Vælg objektet
3. Tryk på Afspil
4. Virkeligt spejlbillede
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Spejlligningen