Optiikka

Tasapeili

Tasapeili tuottaa pystyssä olevan, samankokoisen näennäiskuvan yhtä kauas taakse kuin objekti on edessä.

Tasapeili – interaktiivinen Optiikka-simulaatio. Tasapeili tuottaa pystyssä olevan, samankokoisen näennäiskuvan yhtä kauas taakse kuin objekti on edessä. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Tasapeili

Tasapeili tuottaa pystyssä olevan, samankokoisen näennäiskuvan yhtä kauas taakse kuin objekti on edessä.

Heijastuminen tasaisella pinnalla noudattaa tulokulmalakia. Kuvan etäisyys on yhtä suuri kuin objektin etäisyys peilin takana, antaen ykkösuurennuksen. Kuva on näennäinen, koska heijastuneet säteet eivät oikeasti kokoonnu sinne – aivot ekstrapoloivat taaksepäin katkoviivajatkeita pitkin.

• m = +1
• Kuvan etäisyys = objektin etäisyys

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

Tavallinen tasainen (tasa)peili on arjen tapaus peilikuvantamisesta. Kun siirrät objektia kauemmas tasapeilistä, muuttuuko sen näennäiskuvan koko?

Punniteltavat ennusteet

• Kuva kutistuu, kun objekti liikkuu kauemmas.
• Ei – tasapeilin kuva on aina samankokoinen kuin objekti (suurennus täsmälleen 1) riippumatta etäisyydestä.
• Kuva kasvaa, kun objekti liikkuu kauemmas.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Objektietäisyys d_o (cm)

Mitä mittaat:

• Kuvan etäisyys d_i (cm)

Miten tutkimus etenee

1. Avaa tasapeili-esiasetus ja paina Nollaa.
2. Ota käyttöön kuvan etäisyyden lukema.
3. Aseta objektietäisyys jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kuvan etäisyys.

Hallitseva yhtälö

Tasapeili kuin f → ∞ — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Tasapeili on peiliyhtälön erikoistapaus ärettömällä polttovälillä: 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i pakottaa d_i = −d_o täsmälleen, suurennuksella aina 1 – suurentamaton, pystyssä oleva näennäiskuva.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle varmenna, että d_i = −d_o täsmälleen (tasapeili on peiliyhtälön f → ∞ raja). Vertaa taulukkoon.
• Selitä, miksi tasapeilin kuva istuu aina täsmälleen yhtä kaukana peilin takana kuin objekti istuu sen edessä, ja miksi suurennus on aina täsmälleen 1.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Tasapeiliä voi ajatella kaarevana peilinää ärettömällä polttovälillä (täydellisen tasainen = nolla kaarevuutta). Selitä kaavalla 1/f = 1/d_o + 1/d_i arvolla f → ∞, miksi tämä pakottaa d_i = −d_o täsmälleen.
• Kun kävelet kohti tasapeiliä, kuvasi kävelee sinua kohti samalla nopeudella – kuvan etäisyys vastaa aina täsmälleen omaa etäisyyttäsi peilin pinnasta. Miksi tämä tekee tasapeileistä ainutlaatuisen yksinkertaisia verrattuna kaareviin peileihin ja linsseihin?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties
• Middle School Physical Science — Waves meeting materials

1. Tervetuloa tasapeiliin
2. Valitse objekti
3. Paina Toista
4. Kuva peilin takana
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