光学
凸面鏡—虚像
凸面鏡总是で鏡后成縮小、正立の虚像。
凸面鏡—虚像 — インタラクティブな光学シミュレーション。凸面鏡总是で鏡后成縮小、正立の虚像。 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。
凸面鏡
凸面鏡は常にその背後に縮小された正立の虚像を作ります。
凸面鏡は常に反射光線を発散させ、物体より小さい正立の虚像を作ります。倍率は下がりますが、視野が広いため車のサイドミラーや廊下の安全ミラーの標準となっています。
- 虚像かつ正立
- m < 1
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
凸面鏡（外側へ膨らんだ鏡）は、発散レンズと同じように慣例上、負の焦点距離をもつ。実像や拡大像を形成することはあるか？
検討する予測
- 物体が十分近ければ実像を形成できる。
- ない — 発散レンズと同じく、凸面鏡は物体距離にかかわらず、常に縮小された正立の虚像を形成する。
- 常に拡大像を形成する。
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
- convex-virtual 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
凸面鏡の結像 — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
凸面鏡（発散鏡）は慣例上、負の焦点距離をもつ。鏡の式に f < 0 を代入すると、発散レンズと同じく、常に 0 < m < 1 の虚像が得られる。
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。
- 凸面鏡の負の焦点距離が、すべての物体距離で虚像かつ縮小像を保証する理由を説明する。これは発散レンズ実験の挙動をまさに（鏡のように）反映している。
実験以外での活用
- 凸面鏡は、広い視野を縮小した大きさで示すため、店舗の防犯ミラーや自動車の助手席側ミラー（「ミラーに映る物体は実際より近い」）に使われる。自動車のミラーにその表示が必要な理由を、倍率データを使って説明する。
- この実験の倍率の値を、同程度の物体距離での concave-real 実験の値と比較する。凸面鏡の縮小像が、凹面鏡の拡大像（または倒立像）と根本的に異なる理由を説明する。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 凸面鏡（虚像）へようこそ
- 物体を選択
- 再生
- 鏡による虚像
- 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。