اپتیک
آینهٔ کاو — تصویر حقیقی
جسم فراتر از f آینهٔ مقعر: تصویر حقیقی وارونه جلوی آینه.
آینهٔ کاو — تصویر حقیقی — شبیهسازی تعاملی اپتیک. جسم فراتر از f آینهٔ مقعر: تصویر حقیقی وارونه جلوی آینه. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
آینهٔ کاو
جسم فراتر از f آینهٔ مقعر: تصویر حقیقی وارونه جلوی آینه.
آینههای مقعر همان قراردادهای علامت عدسیها را دارند. با جسم فراتر از فاصلهٔ کانونی، پرتوهای بازتابیده به تصویر حقیقی وارونهای جلوی آینه همگرا میشوند — استفاده در آینههای اصلاح در فاصلهٔ متوسط و تلسکوپهای بازتابی.
- 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- تصویر حقیقی وارونه
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
آینهٔ مقعر نور را مثل عدسی همگرا کانونی میکند. آیا دورکردن جسم از آینهٔ مقعر، تصویر حقیقیاش را همانطور که برای عدسی میکند به نقطهٔ کانونی آینه نزدیکتر میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- نه — جسم دورتر، تصویر را از آینه دورتر میبرد.
- آینهها و عدسیها قواعد تصویرسازی کاملاً متفاوتی دارند.
- بله — همان رابطهٔ 1/f = 1/d_o + 1/d_i برقرار است، پس جسم دورتر تصویری نزدیکتر به طول کانونی میدهد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- فاصلهٔ جسم d_o (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- فاصلهٔ تصویر d_i (cm)
- بزرگنمایی m
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم مقعر-حقیقی را باز کنید و Reset بزنید. فاصلهٔ کانونی آینه ثابت 15 cm است.
- قرائتهای فاصلهٔ تصویر و بزرگنمایی را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر و بزرگنمایی را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
معادلهٔ آینه — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
آینهٔ مقعر (همگرا) همان قانون تصویرگری عدسی همگرا را اطاعت میکند: 1/f = 1/d_o + 1/d_i با m = −d_i/d_o. طول کانونی آینه مثبت است، مطابق قرارداد علامت عدسی.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، d_i را از 1/f = 1/d_o + 1/d_i با f = 15 cm حساب کنید، سپس m = −d_i/d_o. هر دو را با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا معادلهٔ آینه از نظر ریاضی همان شکل معادلهٔ عدسی نازک است — هر دو از همان رابطهٔ 1/f = 1/d_o + 1/d_i استفاده میکنند، حتی وقتی آینه نور را بازتاب میکند نه شکست.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- آینهٔ اصلاح یا آرایش مقعر است، نزدیکتر از فاصلهٔ کانونیش نگه داشته میشود تا تصویری مجازی و بزرگشده بدهد (مثل آزمایش ذرهبین). این آزمایش در عوض جسم را فراتر از f نگه میدارد و تصویر حقیقی و وارونه میدهد. توضیح دهید کِی هر پیکربندی را میخواهید.
- هر تصویر در این آزمایش بزرگنمایی منفی دارد. با هندسهٔ بازتابی واقعی آینهٔ مقعر توضیح دهید چرا تصویر حقیقی آینهٔ مقعر وارونه است، مثل تصویر حقیقی عدسی همگرا.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به مقعر-حقیقی خوش آمدید
- انتخاب جسم
- Play را بفشارید
- تصویر آینهای حقیقی
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.