Optiikka

Kupera peili – näennäiskuva

Kupera peili tuottaa aina pienennetyn, pystyssä olevan näennäiskuvan taakseen.

Kupera peili – näennäiskuva – interaktiivinen Optiikka-simulaatio. Kupera peili tuottaa aina pienennetyn, pystyssä olevan näennäiskuvan taakseen. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Kupera peili

Kupera peili tuottaa aina pienennetyn, pystyssä olevan näennäiskuvan taakseen.

Kupera peilit hajottavat heijastuneet säteet aina, tuottaen näennäisiä pystyssä olevia kuvia, jotka ovat pienempiä kuin objekti. Laaja näkökenttä tekee niistä vakioidut ajoneuvojen sivupeileissä ja käytävien turvapeileissä huolimatta pienennetystä suurennuksesta.

• Näennäinen pystyssä oleva kuva
• m < 1

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

Kuperalla (ulospäin pullistuvalla) peilillä on negatiivinen polttoväli sopimuksen mukaan, samalla tavalla kuin hajottavalla linsillä. Muodostaako se koskaan todellisen, suurennetun kuvan?

Punniteltavat ennusteet

• Se voi muodostaa todellisen kuvan, jos objekti on tarpeeksi lähellä.
• Ei – kuten hajottava linssi, kupera peili muodostaa aina pienennetyn, pystyssä olevan näennäiskuvan riippumatta objektietäisyydestä.
• Se muodostaa aina suurennetun kuvan.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Objektietäisyys d_o (cm)

Mitä mittaat:

• Kuvan etäisyys d_i (cm)
• Suurennus m

Miten tutkimus etenee

1. Avaa kupera näennäiskuva -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

Kuperan peilin kuvantaminen — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Kuperalla (hajottavalla) peilillä on negatiivinen polttoväli sopimuksen mukaan. Arvon f < 0 sijoittaminen peiliyhtälöön tuottaa aina näennäiskuvan arvolla 0 < m < 1, täsmälleen kuin hajottava linssi.

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 kuperan peilin negatiivinen polttoväli takaa näennäisen, pienennetyn kuvan jokaisella objektietäisyydellä – peilaten (sananmerkitsevästi) hajottavan linnssin kokeen käyttäytymisen täsmälleen.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Kupera peilejä käytetään kauppojen turvapeileissä ja auton sivupeileissä (”esineet peilissä ovat lähempänä kuin ne näyttävät”) juuri siksi, että ne näyttävät laajan näkökentän pienennetyssä koossa. Selitä suurennusdatasi avulla, miksi tuo sanamuoto autonpeileissä on tarpeen.
• Vertaa tämän kokeen suurennusarvoja concave-real-kokeen arvoihin samankaltaisilla objektietäisyyksillä. Selitä, miksi kuperan peilin pienennetty kuva on perustavasti erilainen kuin koveran peilin suurennettu (tai käänteinen) kuva.

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

1. Tervetuloa kuperaan näennäiskuvaan
2. Valitse objekti
3. Paina Toista
4. Näennäinen 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