Optikk

Planspeil

Et planspeil gir et oppreist, likestort virtuelt bilde like langt bak som objektet er foran.

Planspeil — interaktiv Optikk-simulering. Et planspeil gir et oppreist, likestort virtuelt bilde like langt bak som objektet er foran. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Planspeil

Et planspeil gir et oppreist, likestort virtuelt bilde like langt bak som objektet er foran.

Refleksjon ved en flat flate følger innfallsloven. Bildeavstanden tilsvarer objektavstanden bak speilet, noe som gir forstørrelse én. Bildet er virtuelt fordi de reflekterte strålene ikke faktisk konvergerer der — hjernen ekstrapolerer bakover langs de stiplete forlengelsene.

• m = +1
• Bildeavstand = objektavstand

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 vanlig flatt (plans) speil er hverdagstilfellet av speilavbildning. Etter hvert som du flytter et objekt lenger fra et planspeil, endres størrelsen på det virtuelle bildet dets?

Prediksjoner å veie

• Bildet krymper etter hvert som objektet flyttes lenger bort.
• Nei — et planspeils bilde er alltid like stort som objektet (forstørrelse nøyaktig 1), uansett avstand.
• Bildet vokser etter hvert som objektet flyttes lenger bort.

Variabelroller

Hva du setter:

• Objektavstand d_o (cm)

Hva du måler:

• Bildeavstand d_i (cm)

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne planspeil-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill.
2. Aktiver bildeavstands-avlesningen.
3. Sett objektavstanden for hvert forsøk og registrer bildeavstanden.

Styrende likning

Planspeil som f → ∞ — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Et planspeil er spesialtilfellet av speillikningen med uendelig brennvidde: 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i tvinger frem d_i = −d_o nøyaktig, med forstørrelse alltid 1 — et uforstørret, oppreist virtuelt bilde.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, bekreft at d_i = −d_o nøyaktig (et planspeil er f → ∞-grensen av speillikningen). Sammenlign med tabellen.
• Forklar hvorfor et planspeils bilde alltid ligger nøyaktig like langt bak speilet som objektet ligger foran det, og hvorfor forstørrelsen alltid er nøyaktig 1.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Et planspeil kan tenkes som et krumt speil med uendelig brennvidde (perfekt flatt = null krumning). Forklar, med 1/f = 1/d_o + 1/d_i og f → ∞, hvorfor dette tvinger frem d_i = −d_o nøyaktig.
• Etter hvert som du går mot et planspeil, går bildet ditt mot deg i samme takt — bildeavstanden samsvarer alltid nøyaktig med din egen avstand fra speiloverflaten. Hvorfor gjør dette planspeil unikt enkle sammenlignet med krumme speil og linser?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties
• Middle School Physical Science — Waves meeting materials

1. Velkommen til Planspeil
2. Velg objektet
3. Trykk Spill av
4. Bilde bak speilet
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