Οπτική

Κυρτός καθρέφτης — φαινομενική εικόνα

Κυρτό κάτοπτρο δημιουργεί πάντα μειωμένη, όρθια, φανταστική εικόνα πίσω του.

Κυρτός καθρέφτης — φαινομενική εικόνα — διαδραστική προσομοίωση Οπτική. Κυρτό κάτοπτρο δημιουργεί πάντα μειωμένη, όρθια, φανταστική εικόνα πίσω του. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Κυρτός καθρέφτης

Κυρτός καθρέφτης πάντα παράγει μειωμένη, όρθια, φαινομενική εικόνα πίσω του.

Οι κυρτοί καθρέφτες πάντα αποκλίνουν τις ανακλώμενες ακτίνες, παράγοντας φαινομενικές όρθιες εικόνες μικρότερες από το αντικείμενο. Το ευρύ οπτικό πεδίο τους κάνει πρότυπο για καθρέφτες πλευράς οχημάτων και καθρέφτες ασφαλείας διαδρόμων, παρά τη μειωμένη μεγέθυνση.

• Φαινομενική όρθια εικόνα
• m < 1

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Κυρτός (προεξέχων προς τα έξω) καθρέφτης έχει αρνητική εστιακή απόσταση κατά σύμβαση, με τον ίδιο τρόπο που έχει αποσπειρτικός φακός. Σχηματίζει ποτέ πραγματική, μεγεθυμένη εικόνα;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Μπορεί να σχηματίσει πραγματική εικόνα αν το αντικείμενο είναι αρκετά κοντά.
• Όχι — όπως αποσπειρτικός φακός, κυρτός καθρέφτης πάντα σχηματίζει μειωμένη, όρθια φαινομενική εικόνα, ανεξαρτήτως απόστασης αντικειμένου.
• Πάντα σχηματίζει μεγεθυμένη εικόνα.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Απόσταση αντικειμένου d_o (cm)

Τι μετράς:

• Απόσταση εικόνας d_i (cm)
• Μεγέθυνση m

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή convex-virtual και πάτησε Επαναφορά. Η εστιακή απόσταση του καθρέφτη είναι σταθερή στα −15 cm.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις απόστασης εικόνας και μεγέθυνσης.
3. Ρύθμισε την απόσταση αντικειμένου για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την απόσταση εικόνας και τη μεγέθυνση.

Κυρίαρχη εξίσωση

Απεικόνιση κυρτού καθρέφτη — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Κυρτός (αποσπειρτικός) καθρέφτης έχει αρνητική εστιακή απόσταση κατά σύμβαση. Η αντικατάσταση f < 0 στην εξίσωση καθρέφτη πάντα παράγει φαινομενική εικόνα με 0 < m < 1, ακριβώς όπως αποσπειρτικός φακός.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε d_i από 1/f = 1/d_o + 1/d_i χρησιμοποιώντας f = −15 cm, μετά m = −d_i/d_o. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
• Εξήγησε γιατί η αρνητική εστιακή απόσταση κυρτού καθρέφτη εγγυάται φαινομενική, μειωμένη εικόνα σε κάθε απόσταση αντικειμένου — καθρεφτίζοντας (καθρεφτίζοντας, εννοείται) τη συμπεριφορά του πειράματος αποσπειρτικού φακού ακριβώς.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Κυρτοί καθρέφτες χρησιμοποιούνται για καθρέφτες ασφαλείας καταστημάτων και καθρέφτες πλευράς επιβάτη αυτοκινήτου («τα αντικείμενα στον καθρέφτη είναι πιο κοντά απ' όσο φαίνονται») ακριβώς επειδή δείχνουν ευρύ οπτικό πεδίο σε μειωμένο μέγεθος. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα μεγέθυνσής σου, γιατί αυτή η διατύπωση στους καθρέφτες αυτοκινήτων είναι απαραίτητη.
• Σύγκρινε τις τιμές μεγέθυνσης αυτού του πειράματος με του πειράματος concave-real, σε παρόμοιες αποστάσεις αντικειμένου. Εξήγησε γιατί η μειωμένη εικόνα κυρτού καθρέφτη είναι θεμελιωδώς διαφορετική από τη μεγεθυμένη (ή ανάστροφη) κοίλου καθρέφτη.

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

1. Καλώς όρισες στον Κυρτό καθρέφτη
2. Επίλεξε το αντικείμενο
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Φαινομενική εικόνα καθρέφτη
5. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
6. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Η εξίσωση καθρέφτη