آینهٔ تخت: حالت خاص و ناوردا
1 · پیشبینی
آینهٔ تخت معمولی، حالت روزمرهٔ تصویرسازی آینهای است. با دورکردن جسم از آینهٔ تخت، آیا اندازهٔ تصویر مجازیاش تغییر میکند؟
- تصویر با دورشدن جسم کوچک میشود.
- نه — تصویر آینهٔ تخت همیشه هماندازهٔ جسم است (بزرگنمایی دقیقاً 1)، هر فاصلهای.
- تصویر با دورشدن جسم بزرگ میشود.
2 · آمادهسازی
- پیشتنظیم آینهٔ تخت را باز کنید و Reset بزنید.
- قرائت فاصلهٔ تصویر را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| فاصلهٔ جسم d_o (cm) | فاصلهٔ تصویر d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
برای سه آزمایش، فاصلهٔ تصویر d_i (محور y) را بر حسب فاصلهٔ جسم d_o (محور x) رسم کنید. آیا خط از مبدأ با شیب −1 صاف میگذرد؟
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، تأیید کنید دقیقاً d_i = −d_o است (آینهٔ تخت حد f → ∞ معادلهٔ آینه است). با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا تصویر آینهٔ تخت همیشه دقیقاً به همان اندازه پشت آینه است که جسم جلوی آن، و بزرگنمایی همیشه دقیقاً 1 است.
5 · گسترش
- میتوان آینهٔ تخت را آینهای خمیده با طول کانونی بینهایت دانست (کاملاً تخت = انحنای صفر). با 1/f = 1/d_o + 1/d_i و f → ∞ توضیح دهید چرا این دقیقاً d_i = −d_o را الزام میکند.
- وقتی به سوی آینهٔ تخت میروید، تصویرتان با همان نرخ به سوی شما میآید — فاصلهٔ تصویر همیشه دقیقاً با فاصلهٔ خودتان از سطح آینه برابر است. چرا این آینهٔ تخت را در برابر آینههای خمیده و عدسیها یکتا و ساده میکند؟
فیزیک پشت این آزمایش
آینهٔ تخت بهعنوان f ← ∞
آینهٔ تخت حالت خاص معادلهٔ آینه با طول کانونی بینهایت است: 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i دقیقاً d_i = −d_o را الزام میکند، با بزرگنمایی همیشه 1 — تصویر مجازی راست و بدون بزرگنمایی.