Optica

Holle spiegel — reëel beeld

Voorwerp buiten f van een holle spiegel: een echt, omgekeerd beeld vóór de spiegel.

Holle spiegel — reëel beeld — interactieve Optica-simulatie. Voorwerp buiten f van een holle spiegel: een echt, omgekeerd beeld vóór de spiegel. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.

Holle spiegel

Object voorbij f van een holle spiegel: een echt, omgekeerd beeld vóór de spiegel.

Holle spiegels volgen dezelfde tekenconventies als lenzen. Met het object voorbij de brandpuntsafstand convergeren gereflecteerde stralen naar een echt, omgekeerd beeld vóór de spiegel — gebruikt in scheerspiegels op gematigde afstand en in spiegeltelescopen.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Echt omgekeerd beeld

Onderzoeksnota

Plan de vraag voordat je het lab opent

De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.

Leidende vraag

Een holle spiegel bundelt licht zoals een convergerende lens. Beweegt het verder van een holle spiegel af plaatsen van het voorwerp zijn echte beeld dan dichter naar het brandpunt van de spiegel, net zoals bij een lens?

Voorspellingen om te wegen

• Nee — een verder weg staand voorwerp beweegt het beeld verder van de spiegel.
• Spiegels en lenzen volgen volledig verschillende afbeeldingsregels.
• Ja — hetzelfde verband 1/f = 1/d_o + 1/d_i geldt, dus een verder weg staand voorwerp geeft een beeld dichter bij de brandpuntsafstand.

Rollen van variabelen

Wat je instelt:

• Voorwerpsafstand d_o (cm)

Wat je meet:

• Beeldafstand d_i (cm)
• Vergroting m

Hoe het onderzoek verloopt

1. Open de voorinstelling concave-real en druk op Herstel. De brandpuntsafstand van de spiegel staat vast op 15 cm.
2. Zet de aflezingen van de beeldafstand en de vergroting aan.
3. Stel voor elke meting de voorwerpsafstand in en noteer de beeldafstand en de vergroting.

Leidende vergelijking

Spiegelformule — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Een holle (convergerende) spiegel gehoorzaamt aan dezelfde afbeeldingswet als een convergerende lens: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, met m = −d_i/d_o. De brandpuntsafstand van de spiegel is positief, overeenkomstig de tekenconventie van lenzen.

Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken

• Bereken voor één meting d_i uit 1/f = 1/d_o + 1/d_i met f = 15 cm, en daarna m = −d_i/d_o. Vergelijk beide met de tabel.
• Leg uit waarom de spiegelformule wiskundig identiek van vorm is aan de lensformule — beide gebruiken hetzelfde verband 1/f = 1/d_o + 1/d_i, ook al spiegelt een spiegel het licht in plaats van het te breken.

Waar dit buiten het lab opduikt

• Een scheer- of make-upspiegel is hol en wordt dichter dan zijn brandpuntsafstand gehouden om een vergroot virtueel beeld te geven (zoals in het magnifier-experiment). Dit experiment houdt het voorwerp juist buiten f, wat een echt, omgekeerd beeld geeft. Leg uit wanneer je welke configuratie wilt.
• Elk beeld in dit experiment heeft een negatieve vergroting. Leg aan de hand van de werkelijke reflectiegeometrie van een holle spiegel uit waarom een echt beeld dat door een holle spiegel wordt gevormd omgekeerd is, net als het echte beeld van een convergerende lens.

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

1. Welkom bij Holle spiegel, echt
2. Selecteer het object
3. Druk op Start
4. Echt spiegelbeeld
5. Open het eigenschappenpaneel
6. Gelukt!

Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.

Interactief lab openen →

Werkblad downloaden →

De spiegelformule