Optique

Miroir concave — image réelle

Objet au-delà de f d'un miroir concave  : une image réelle inversée devant le miroir.

Miroir concave — image réelle — simulation interactive de Optique. Objet au-delà de f d'un miroir concave  : une image réelle inversée devant le miroir. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Miroir concave

Objet au-delà de f d'un miroir concave  : image réelle inversée devant le miroir.

Les miroirs concaves obéissent aux mêmes conventions de signe que les lentilles. Avec l'objet au-delà de la distance focale, les rayons réfléchis convergent vers une image réelle inversée devant le miroir — utilisé dans les miroirs à raser à distance modérée et dans les télescopes à réflexion.

• Équation de lentille 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Image réelle inversée

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Un miroir concave concentre la lumière comme une lentille convergente. Est-ce que le fait d'éloigner l'objet d'un miroir concave rapproche son image réelle du point focal du miroir, de la même manière qu'un objectif ?

Des pronostics à peser

• Non  : un objet plus éloigné éloigne l'image du miroir.
• Les miroirs et les lentilles suivent des règles d'imagerie complètement différentes.
• Oui — la même relation 1/f = 1/d_o + 1/d_i s'applique, donc un objet plus éloigné donne une image plus proche de la distance focale.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Distance objet d_o (cm)

Ce que vous mesurez  :

• Distance image d_i (cm)
• Grossissement m

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage concave-réel et appuyez sur Réinitialiser. La distance focale du miroir est fixée à 15 cm.
2. Activez les lectures de distance et de grossissement de l’image.
3. Réglez la distance de l’objet pour chaque essai et enregistrez la distance et le grossissement de l’image.

Équation gouvernante

Équation miroir — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Un miroir concave (convergent) obéit à la même loi d'imagerie qu'une lentille convergente  : 1/f = 1/d_o + 1/d_i, avec m = −d_i/d_o. La distance focale du miroir est positive, correspondant à la convention de signe de l'objectif.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez d_i à partir de 1/f = 1/d_o + 1/d_i en utilisant f = 15 cm, puis m = −d_i/d_o. Comparez les deux au tableau.
• Expliquez pourquoi l'équation du miroir a une forme mathématiquement identique à celle de la lentille mince  : les deux utilisent la même relation 1/f = 1/d_o + 1/d_i, même si un miroir réfléchit la lumière plutôt que de la réfracter.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Un miroir de rasage ou de maquillage est concave, tenu plus près que sa distance focale pour donner une image virtuelle agrandie (comme l'expérience de la loupe). Cette expérience maintient l'objet au-delà de f, donnant une image réelle inversée. Expliquez quand vous souhaitez chaque configuration.
• Chaque image de cette expérience a un grossissement négatif. Expliquez, en utilisant la géométrie réfléchissante réelle d'un miroir concave, pourquoi une image réelle formée par un miroir concave est inversée, tout comme l'image réelle d'une lentille convergente.

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

1. Bienvenue dans l'image réelle concave
2. Sélectionnez le objet
3. Appuyez sur Lecture
4. Image réelle par miroir
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Équation des miroirs