Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
1 · Predviđanje
Udubljeno zrcalo fokusira svjetlost poput sabirne leće. Pomiče li pomicanje objekta dalje od udubljenog zrcala njegovu stvarnu sliku bliže žarištu zrcala, isto kao za leću?
- Ne — udaljeniji objekt pomiče sliku dalje od zrcala.
- Zrcala i leće slijede potpuno različita pravila preslikavanja.
- Da — isti odnos 1/f = 1/d_o + 1/d_i vrijedi, pa udaljeniji objekt daje sliku bliže žarišnoj duljini.
2 · Postava
- Otvori postav concave-real i pritisni Resetiraj. Žarišna duljina zrcala fiksirana je na 15 cm.
- Omogući očitanja udaljenosti slike i povećanja.
- Postavi udaljenost objekta za svaki pokušaj i zabilježi udaljenost slike i povećanje.
3 · Prikupljanje podataka
| Udaljenost objekta d_o (cm) | Udaljenost slike d_i (cm) | Povećanje m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 40.00 | ||
| 60.00 |
Nacrtaj udaljenost slike d_i (y-os) naspram udaljenosti objekta d_o (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj d_i iz 1/f = 1/d_o + 1/d_i koristeći f = 15 cm, zatim m = −d_i/d_o. Usporedi oba s tablicom.
- Objasni zašto je jednadžba zrcala matematički identična po obliku jednadžbi tanke leće — obje koriste isti odnos 1/f = 1/d_o + 1/d_i, iako zrcalo odbija svjetlost umjesto da je lomi.
5 · Proširenje
- Brijalsko ili šminkersko zrcalo je udubljeno, držano bliže od svoje žarišne duljine za povećanu nestvarnu sliku (kao pokus magnifier). Ovaj pokus umjesto toga drži objekt izvan f, dajući stvarnu, obrnutu sliku. Objasni kad bi želio svaku konfiguraciju.
- Svaka slika u ovom pokusu ima negativno povećanje. Objasni, koristeći stvarnu geometriju odbijanja udubljenog zrcala, zašto je stvarna slika udubljenog zrcala obrnuta, baš kao stvarna slika sabirne leće.
Fizika iza ovog pokusa
Jednadžba zrcala
Udubljeno (sabirno) zrcalo poštuje isti zakon preslikavanja kao i sabirna leća: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, s m = −d_i/d_o. Žarišna duljina zrcala je pozitivna, u skladu s konvencijom predznaka leća.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku
- Prizma savija svjetlost: kut otklona