Een bolle spiegel: altijd een verkleind virtueel beeld
1 · Voorspel
Een bolle (naar buiten bol staande) spiegel heeft volgens de conventie een negatieve brandpuntsafstand, net als een divergerende lens. Vormt hij ooit een echt, vergroot beeld?
- Hij kan een echt beeld vormen als het voorwerp dicht genoeg bij is.
- Nee — net als een divergerende lens vormt een bolle spiegel altijd een verkleind, rechtopstaand virtueel beeld, ongeacht de voorwerpsafstand.
- Hij vormt altijd een vergroot beeld.
2 · Opstelling
- Open de voorinstelling convex-virtual en druk op Herstel. De brandpuntsafstand van de spiegel staat vast op −15 cm.
- Zet de aflezingen van de beeldafstand en de vergroting aan.
- Stel voor elke meting de voorwerpsafstand in en noteer de beeldafstand en de vergroting.
3 · Verzamel gegevens
| Voorwerpsafstand d_o (cm) | Beeldafstand d_i (cm) | Vergroting m |
|---|---|---|
| 30.00 | ||
| 60.00 | ||
| 90.00 |
Zet voor je drie metingen de vergroting m (y-as) uit tegen de voorwerpsafstand d_o (x-as). Wordt m ooit groter dan 1?
4 · Analyseer
- 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 negatieve brandpuntsafstand van een bolle spiegel bij elke voorwerpsafstand een virtueel, verkleind beeld garandeert — exact gespiegeld (woordspeling bedoeld) aan het gedrag van het diverging-virtual-experiment.
5 · Verdiep
- Bolle spiegels worden gebruikt als beveiligingsspiegels in winkels en als passagiersspiegels in auto's ('voorwerpen in spiegel zijn dichterbij dan ze lijken') juist omdat ze een breed gezichtsveld op verkleinde grootte tonen. Leg met je vergrotingsdata uit waarom die tekst op autospiegels noodzakelijk is.
- Vergelijk de vergrotingswaarden van dit experiment met die van het concave-real-experiment, bij vergelijkbare voorwerpsafstanden. Leg uit waarom het verkleinde beeld van een bolle spiegel fundamenteel anders is dan het vergrote (of omgekeerde) beeld van een holle spiegel.
De natuurkunde achter dit experiment
Beeldvorming met bolle spiegel
Een bolle (divergerende) spiegel heeft volgens de conventie een negatieve brandpuntsafstand. Invullen van f < 0 in de spiegelformule levert altijd een virtueel beeld op met 0 < m < 1, precies als bij een divergerende lens.
Optica
- Convergerende lens: echte beelden buiten 2f
- Het brandpunt: waar beelden naar het oneindige ontsnappen
- Een lens als loep
- Een divergerende lens: altijd virtueel, altijd verkleind
- Een holle spiegel: echte beelden zoals bij een convergerende lens
- De vlakke spiegel: een speciaal, invariant geval
- Schijnbare diepte: waarom een zwembad ondieper lijkt dan het is
- Totale interne reflectie: de grenshoek
- Een tweelens-relais: beelden aaneenschakelen
- De samengestelde microscoop: twee lenzen voor hoge vergroting
- Een fotovergroter: twee lenzen voor een echt, groter beeld
- Een prisma buigt licht: de afwijkingshoek