Et konkavt spejl: Virkelige billeder som fra en samlende linse

1 · Forudsig

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?

• 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.

2 · Opsætning

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.

3 · Saml data

Tegn billedafstand d_i (y-aksen) som funktion af genstandsafstand d_o (x-aksen) for dine tre målinger.

4 · Analysér

1. 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.
2. 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.

5 · Udvid

1. 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.
2. 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.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark