Optik
Hohlspiegel — reelles Bild
Objekt jenseits f eines Hohlspiegels: ein reelles, umgekehrtes Bild vor dem Spiegel.
Hohlspiegel — reelles Bild — interaktive Optik-Simulation. Objekt jenseits f eines Hohlspiegels: ein reelles, umgekehrtes Bild vor dem Spiegel. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Hohlspiegel
Objekt jenseits von f eines Hohlspiegels: ein reelles, umgekehrtes Bild vor dem Spiegel.
Konkave Spiegel folgen denselben Vorzeichenkonventionen wie Linsen. Liegt das Objekt jenseits der Brennweite, konvergieren reflektierte Strahlen zu einem reellen, umgekehrten Bild vor dem Spiegel — genutzt in Rasierspiegeln bei moderatem Abstand und in Spiegelteleskopen.
- 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- Reelles, umgekehrtes Bild
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein Hohlspiegel bündelt das Licht wie eine Sammellinse. Wird das reale Bild näher an den Brennpunkt des Spiegels gerückt, wenn man das Objekt weiter von einem konkaven Spiegel entfernt, so wie es auch bei einer Linse der Fall ist?
Vorhersagen zum Abwägen
- Nein – ein weiter entferntes Objekt entfernt das Bild weiter vom Spiegel.
- Spiegel und Linsen folgen völlig unterschiedlichen Abbildungsregeln.
- Ja – es gilt die gleiche Beziehung 1/f = 1/d_o + 1/d_i, sodass ein weiter entferntes Objekt ein Bild liefert, das näher an der Brennweite liegt.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektabstand d_o (cm)
Was Sie messen:
- Bildabstand d_i (cm)
- Vergrößerung m
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Konkav-Real-Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Die Brennweite des Spiegels ist auf 15 cm festgelegt.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungs- und Vergrößerungsanzeige.
- Stellen Sie den Objektabstand für jeden Versuch ein und notieren Sie den Bildabstand und die Vergrößerung.
Maßgebende Gleichung
Spiegelgleichung — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
Ein konkaver (konvergierender) Spiegel folgt dem gleichen Abbildungsgesetz wie eine Sammellinse: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, mit m = −d_i/d_o. Die Brennweite des Spiegels ist positiv und entspricht der Vorzeichenkonvention des Objektivs.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch d_i aus 1/f = 1/d_o + 1/d_i mit f = 15 cm, dann m = −d_i/d_o. Vergleichen Sie beides mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum die Spiegelgleichung in ihrer Form mathematisch mit der Gleichung für dünne Linsen identisch ist – beide verwenden die gleiche Beziehung 1/f = 1/d_o + 1/d_i, obwohl ein Spiegel Licht reflektiert, anstatt es zu brechen.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Ein Rasier- oder Schminkspiegel ist konkav und wird näher als seine Brennweite gehalten, um ein vergrößertes virtuelles Bild zu erzeugen (wie beim Lupenexperiment). Dieses Experiment hält das Objekt stattdessen über f hinaus und ergibt ein echtes, invertiertes Bild. Erklären Sie, wann Sie die einzelnen Konfigurationen wünschen.
- Jedes Bild in diesem Experiment weist eine negative Vergrößerung auf. Erklären Sie anhand der tatsächlichen Reflexionsgeometrie eines Konkavspiegels, warum ein von einem Konkavspiegel erzeugtes reales Bild invertiert ist, genau wie das reale Bild einer Sammellinse.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen beim Hohlspiegel
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Reelles Spiegelbild
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.