Įgaubtas veidrodis: realūs atvaizdai kaip sutraukiančiojo lęšio
1 · Spėk
Įgaubtas veidrodis fokusuoja šviesą kaip sutraukiantis lęšis. Ar daikto tolginimas nuo įgaubto veidrodžio artina jo realų atvaizdą prie veidrodžio židinio taško, taip pat kaip lęšiui?
- Ne — tolimesnis daiktas stumia atvaizdą toliau nuo veidrodžio.
- Veidrodžiai ir lęšiai seka visiškai skirtingas atvaizdavimo taisykles.
- Taip — tas pats 1/f = 1/d_o + 1/d_i ryšys taikomas, tad tolimesnis daiktas duoda atvaizdą arčiau židinio nuotolio.
2 · Paruošk
- Atidaryk „Įgaubtas veidrodis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Veidrodžio židinio nuotolis fiksuotas 15 cm.
- Įjunk atvaizdo atstumo ir didinimo rodmenis.
- Nustatyk daikto atstumą kiekvienam bandymui ir užsirašyk atvaizdo atstumą bei didinimą.
3 · Rink duomenis
| Daikto atstumas d_o (cm) | Atvaizdo atstumas d_i (cm) | Didinimas m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 40.00 | ||
| 60.00 |
Braišyk atvaizdo atstumą d_i (y ašis) prieš daikto atstumą d_o (x ašis) savo trims bandymams.
4 · Analizuok
- Vienam bandymui apskaičiuok d_i iš 1/f = 1/d_o + 1/d_i naudodamas f = 15 cm, tada m = −d_i/d_o. Palygink abu su lentele.
- Paaiškink, kodėl veidrodžio lygtis matematiškai identiška forma plonojo lęšio lygčiai — abi naudoja tą patį 1/f = 1/d_o + 1/d_i ryšį, nors veidrodis atspindi šviesą, o ne jos laužia.
5 · Išplėsk
- Skutimosi ar makiažo veidrodis yra įgaubtas, laikomas arčiau nei jo židinio nuotolis, duodantis padidintą tariamą atvaizdą (kaip „Lęšis kaip didinamasis stiklas“ eksperimentas). Šis eksperimentas vietoj to laiko daiktą už f, duodamas realų, apverstą atvaizdą. Paaiškink, kada norėtum kiekvienos konfigūracijos.
- Kiekvienas atvaizdas šiame eksperimente turi neigiamą didinimą. Paaiškink, naudodamas įgaubto veidrodžio faktinę atspindėjimo geometriją, kodėl realus įgaubto veidrodžio suformuotas atvaizdas apverstas, kaip ir sutraukiančiojo lęšio realus atvaizdas.
Fizika už šio eksperimento
Veidrodžio lygtis
Įgaubtas (sutelkiantis) veidrodis paklūsta tam pačiam atvaizdavimo dėsniui kaip sutraukiantis lęšis: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, su m = −d_i/d_o. Veidrodžio židinio nuotolis teigiamas, atitinkantis lęšio ženklų konvenciją.
Optika
- Sutraukiantis lęšis: realūs atvaizdai už 2f
- Židinio taškas: kur atvaizdai pabėga į begalybę
- Lęšis kaip didinamasis stiklas
- Išskaidantysis lęšis: visada tariamas, visada sumažintas
- Išgaubtas veidrodis: visada sumažintas tariamas atvaizdas
- Plokščias veidrodis: specialus, invariantinis atvejis
- Regimasis gylis: kodėl baseinas atrodo sekesnis nei yra
- Visiškasis vidinis atspindys: ribinis kampas
- Dviejų lęšių relė: atvaizdų grandininimas
- Sudėtinis mikroskopas: du lęšiai dideliam didinimui
- Fotografinis didintuvas: du lęšiai realiam, didesniam atvaizdui
- Prizmė lenkia šviesą: nuokrypio kampas