Le miroir plan : un cas particulier et invariant
1 · Prédire
Un miroir plat (plan) ordinaire est le cas quotidien de l’imagerie miroir. À mesure que vous éloignez un objet d'un miroir plan, la taille de son image virtuelle change-t-elle ?
- L'image rétrécit à mesure que l'objet s'éloigne.
- Non, l'image d'un miroir plan a toujours la même taille que l'objet (grossissement exactement 1), quelle que soit la distance.
- L'image s'agrandit à mesure que l'objet s'éloigne.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage plan-miroir et appuyez sur Réinitialiser.
- Activez la lecture de la distance de l’image.
- Réglez la distance de l’objet pour chaque essai et enregistrez la distance de l’image.
3 · Collecter les Données
| Distance objet d_o (cm) | Distance image d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Tracez la distance de l'image d_i (axe y) par rapport à la distance de l'objet d_o (axe x) pour vos trois essais. La droite passant par l'origine est-elle droite avec une pente −1 ?
4 · Analyser
- Pour un essai, confirmez exactement d_i = −d_o (un miroir plan est la limite f → ∞ de l'équation du miroir). Comparez avec le tableau.
- Expliquez pourquoi l'image d'un miroir plan se trouve toujours aussi loin derrière le miroir que l'objet se trouve devant lui, et pourquoi le grossissement est toujours exactement 1.
5 · Approfondir
- Un miroir plan peut être considéré comme un miroir incurvé à focale infinie (parfaitement plat = courbure nulle). Expliquez, en utilisant 1/f = 1/d_o + 1/d_i avec f → ∞, pourquoi cela force exactement d_i = −d_o.
- Lorsque vous vous dirigez vers un miroir plan, votre image se dirige vers vous au même rythme : la distance de l'image correspond toujours exactement à votre propre distance par rapport à la surface du miroir. Pourquoi cela rend-il les miroirs plans particulièrement simples par rapport aux miroirs et lentilles incurvés ?
La physique derrière cette expérience
Miroir plan comme f → ∞
Un miroir plan est le cas particulier de l'équation du miroir à distance focale infinie : 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i force d_i = −d_o exactement, avec un grossissement toujours 1 — une image virtuelle verticale non agrandie.