Tasapeili: erikoistapaus, invariantti
1 · Ennusta
Tavallinen tasainen (tasa)peili on arjen tapaus peilikuvantamisesta. Kun siirrät objektia kauemmas tasapeilistä, muuttuuko sen näennäiskuvan koko?
- 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.
2 · Kokoa
- Avaa tasapeili-esiasetus ja paina Nollaa.
- Ota käyttöön kuvan etäisyyden lukema.
- Aseta objektietäisyys jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kuvan etäisyys.
3 · Kerää data
| Objektietäisyys d_o (cm) | Kuvan etäisyys d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Kuvaa kuvan etäisyys d_i (y-akseli) objektietäisyyttä d_o vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Onko viiva suora origon kautta kulmakerroimella −1?
4 · Analysoi
- 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.
5 · Laajenna
- 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?
Tämän kokeen fysiikka
Tasapeili kuin 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.
Optiikka
- Kokoava linssi: todelliset kuvat arvon 2f takana
- Polttopiste: missä kuvat pakenevat äärettömyyteen
- Linssi suurennuslasina
- Hajottava linssi: aina näennäinen, aina pienennetty
- Kovera peili: todelliset kuvat kuin kokoava linssi
- Kupera peili: aina pienennetty näennäiskuva
- 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