Optiikka

Kovera peili – todellinen kuva

Objekti koveran peilin f:n takana: todellinen, käänteinen kuva peilin edessä.

Kovera peili – todellinen kuva – interaktiivinen Optiikka-simulaatio. Objekti koveran peilin f:n takana: todellinen, käänteinen kuva peilin edessä. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Kovera peili

Objekti koveran peilin f:n takana: todellinen, käänteinen kuva peilin edessä.

Koverat peilit noudattavat samoja etumerkkisopimuksia kuin linssit. Objektin ollessa polttovälin takana heijastuneet säteet kokoontuvat todelliseen käänteiseen kuvaan peilin eteen – käytössä partaveitsipeileissä kohtuullisella etäisyydellä ja heijastavissa kaukoputkissa.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Todellinen käänteinen kuva

Tutkimustiivistelmä

Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista

Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.

Tutkimuskysymys

Kovera peili tarkentaa valoa kuin kokoava linssi. Siirtääkö objektin siirtäminen kauemmas koverasta peilistä sen todellisen kuvan lähemmäs peilin polttopistettä, samalla tavalla kuin linsille?

Punniteltavat ennusteet

• Ei – kauempana oleva objekti siirtää kuvan kauemmas peilistä.
• Peilit ja linssit noudattavat täysin erilaisia kuvantamissääntöjä.
• Kyllä – sama 1/f = 1/d_o + 1/d_i -suhde pätee, joten kauempana oleva objekti antaa kuvan lähempänä polttoväliä.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Objektietäisyys d_o (cm)

Mitä mittaat:

• Kuvan etäisyys d_i (cm)
• Suurennus m

Miten tutkimus etenee

1. Avaa kovera todellinen kuva -esiasetus ja paina Nollaa. Peilin polttoväli on kiinnitetty arvoon 15 cm.
2. Ota käyttöön kuvan etäisyyden ja suurennuksen lukemat.
3. Aseta objektietäisyys jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kuvan etäisyys ja suurennus.

Hallitseva yhtälö

Peiliyhtälö — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Kovera (kokoava) peili noudattaa samaa kuvantamislakia kuin kokoava linssi: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, arvolla m = −d_i/d_o. Peilin polttoväli on positiivinen, vastaten linnssin etumerkkisopimusta.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle laske d_i kaavasta 1/f = 1/d_o + 1/d_i arvolla f = 15 cm, sitten m = −d_i/d_o. Vertaa molempia taulukkoon.
• Selitä, miksi peiliyhtälö on matemaattisesti identtinen muodoltaan ohuen linnssin yhtälön kanssa – molemmat käyttävät samaa suhdetta 1/f = 1/d_o + 1/d_i, vaikka peili heijastaa valoa taittamisen sijaan.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Parta- tai meikkipeili on kovera, pidettynä lähempänä kuin sen polttoväli antaakseen suurennetun näennäiskuvan (kuten suurennuslasi-kokeessa). Tämä koe pitää objektin sen sijaan arvon f takana, antaen todellisen, käänteisen kuvan. Selitä, milloin haluaisit kumpaakin konfiguraatiota.
• Jokainen kuva tässä kokeessa on negatiivisen suurennuksen omaava. Selitä koveran peilin todellisen heijastusgeometrian avulla, miksi koveran peilin muodostama todellinen kuva on käänteinen, aivan kuten kokoavan linnssin todellinen kuva.

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

1. Tervetuloa koveraan todelliseen kuvaan
2. Valitse objekti
3. Paina Toista
4. Todellinen peilikuva
5. Avaa Ominaisuudet-paneeli
6. Onnistuit!

Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.

Avaa interaktiivinen laboratorio →

Lataa työarkki →

Peiliyhtälö