光学
凹面鏡—実像
物で凹面鏡焦点距離外：で鏡前形成逆立実像。
凹面鏡—実像 — インタラクティブな光学シミュレーション。物で凹面鏡焦点距離外：で鏡前形成逆立実像。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
凹面鏡
凹面鏡の f より外側の物体：鏡の前に倒立の実像ができます。
凹面鏡はレンズと同じ符号規則に従います。物体が焦点距離より遠いと、反射光線は鏡の前で実像かつ倒立像に収束します — 適度な距離での髭剃り鏡や反射望遠鏡で使われます。
- 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- 実像かつ倒立
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
凹面鏡は収束レンズのように光を集める。物体を凹面鏡から遠ざけると、レンズの場合と同じように、実像は鏡の焦点へ近づくか？
検討する予測
- いいえ — 物体を遠ざけると像は鏡からさらに遠ざかる。
- 鏡とレンズはまったく異なる結像規則に従う。
- はい — 同じ 1/f = 1/d_o + 1/d_i の関係が成り立つため、遠い物体ほど像は焦点距離に近づく。
可変的な役割
設定するもの：
- 物体距離 d_o (cm)
測定するもの：
- 像距離 d_i (cm)
- 倍率 m
実験の進め方
- concave-real プリセットを開き、「リセット」を押す。鏡の焦点距離は 15 cm に固定されている。
- 像距離と倍率の表示を有効にする。
- 各試行の物体距離を設定し、像距離と倍率を記録する。
支配方程式
鏡の式 — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
凹面（収束）鏡は収束レンズと同じ結像法則に従う：1/f = 1/d_o + 1/d_i、m = −d_i/d_o。鏡の焦点距離は正であり、レンズの符号規約と一致する。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 1回の試行について、f = 15 cm を用いて 1/f = 1/d_o + 1/d_i から d_i を計算し、次に m = −d_i/d_o を計算する。両方を表と比較する。
- 鏡の式が薄いレンズの式と数学的に同じ形である理由を説明する。鏡は光を屈折させるのではなく反射するが、どちらも同じ 1/f = 1/d_o + 1/d_i の関係を使う。
実験以外での活用
- ひげそり鏡や化粧鏡は、焦点距離より近くに保持して拡大された虚像を作る凹面鏡である（magnifier 実験と同じ）。一方、この実験では物体を f より遠くに置き、実像で倒立像を作る。それぞれの配置をいつ使うか説明する。
- この実験のすべての像は倍率が負である。凹面鏡の実際の反射幾何を使い、凹面鏡でできる実像が収束レンズの実像と同様に倒立する理由を説明する。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 凹面鏡（実像）へようこそ
- 物体を選択
- 再生
- 実像
- インスペクターを開く
- 完了です！
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。