Optikk

Konkavt speil — reelt bilde

Objekt utenfor f for et konkavt speil: et reelt, omvendt bilde foran speilet.

Konkavt speil — reelt bilde — interaktiv Optikk-simulering. Objekt utenfor f for et konkavt speil: et reelt, omvendt bilde foran speilet. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Konkavt speil

Objekt utenfor f for et konkavt speil: et reelt, omvendt bilde foran speilet.

Konkave speil følger de samme fortegnskonvensjonene som linser. Med objektet utenfor brennvidden konvergerer de reflekterte strålene mot et reelt omvendt bilde foran speilet — brukt i barberingsspeil ved moderat avstand og i reflekterende teleskoper.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Reelt omvendt bilde

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Et konkavt speil fokuserer lys som en samlende linse. Flytter å flytte objektet lenger fra et konkavt speil dets reelle bilde nærmere speilets brennpunkt, på samme måte som for en linse?

Prediksjoner å veie

• Nei — et fjernere objekt flytter bildet lenger fra speilet.
• Speil og linser følger helt forskjellige avbildningsregler.
• Ja — den samme 1/f = 1/d_o + 1/d_i-sammenhengen gjelder, så et fjernere objekt gir et bilde nærmere brennvidden.

Variabelroller

Hva du setter:

• Objektavstand d_o (cm)

Hva du måler:

• Bildeavstand d_i (cm)
• Forstørrelse m

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne konkavt-reelt-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Speilets brennvidde er fast ved 15 cm.
2. Aktiver bildeavstands- og forstørrelsesavlesningene.
3. Sett objektavstanden for hvert forsøk og registrer bildeavstanden og forstørrelsen.

Styrende likning

Speillikningen — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Et konkavt (samlende) speil adlyder den samme avbildningsloven som en samlende linse: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, med m = −d_i/d_o. Speilets brennvidde er positivt, i samsvar med linsens fortegnskonvensjon.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn d_i fra 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 15 cm, deretter m = −d_i/d_o. Sammenlign begge med tabellen.
• Forklar hvorfor speillikningen er matematisk identisk i form med tynnlinseformelen — begge bruker den samme 1/f = 1/d_o + 1/d_i-sammenhengen, selv om et speil reflekterer lys i stedet for å bryte det.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Et barberings- eller sminkespeil er konkavt, holdt nærmere enn brennvidden for å gi et forstørret virtuelt bilde (som forstørrelsesglass-eksperimentet). Dette eksperimentet holder i stedet objektet utenfor f, og gir et reelt, omvendt bilde. Forklar når du ville ønske hver konfigurasjon.
• Hvert bilde i dette eksperimentet har negativ forstørrelse. Forklar, med et konkavt speils faktiske reflekterende geometri, hvorfor et reelt bilde dannet av et konkavt speil er omvendt, akkurat som en samlende linses reelle bilde.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Konkavt reelt
2. Velg objektet
3. Trykk Spill av
4. Reelt speilbilde
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Speillikningen