Kovera peili: todelliset kuvat kuin kokoava linssi
1 · Ennusta
Kovera peili tarkentaa valoa kuin kokoava linssi. Siirtääkö objektin siirtäminen kauemmas koverasta peilistä sen todellisen kuvan lähemmäs peilin polttopistettä, samalla tavalla kuin linsille?
- 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.
2 · Kokoa
- Avaa kovera todellinen kuva -esiasetus ja paina Nollaa. Peilin polttoväli on kiinnitetty arvoon 15 cm.
- Ota käyttöön kuvan etäisyyden ja suurennuksen lukemat.
- Aseta objektietäisyys jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kuvan etäisyys ja suurennus.
3 · Kerää data
| Objektietäisyys d_o (cm) | Kuvan etäisyys d_i (cm) | Suurennus m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 40.00 | ||
| 60.00 |
Kuvaa kuvan etäisyys d_i (y-akseli) objektietäisyyttä d_o vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.
4 · Analysoi
- 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.
5 · Laajenna
- 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.
Tämän kokeen fysiikka
Peiliyhtälö
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.
Optiikka
- Kokoava linssi: todelliset kuvat arvon 2f takana
- Polttopiste: missä kuvat pakenevat äärettömyyteen
- Linssi suurennuslasina
- Hajottava linssi: aina näennäinen, aina pienennetty
- Kupera peili: aina pienennetty näennäiskuva
- Tasapeili: erikoistapaus, invariantti
- Näennäissyvyys: miksi allas näyttää matalammalta kuin se on
- Täydellinen sisäinen heijastuminen: kriittinen kulma
- Kahden linnssin relaasi: kuvien ketjuttaminen yhteen
- Yhdistelmämikroskooppi: kaksi linssiä suureen suurennukseen
- Valokuvasuurennuskone: kaksi linssiä todelliseen, suurempaan kuvaan
- Prisma taittaa valoa: poikkeamakulma