Optyka

Zwierciadło wklęsłe — obraz rzeczywisty

Obiekt poza f zwierciadła wklęsłego: rzeczywisty, odwrócony obraz przed zwierciadłem.

Zwierciadło wklęsłe — obraz rzeczywisty — interaktywna symulacja: Optyka. Obiekt poza f zwierciadła wklęsłego: rzeczywisty, odwrócony obraz przed zwierciadłem. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Zwierciadło wklęsłe

Obiekt poza f zwierciadła wklęsłego: rzeczywisty, odwrócony obraz przed zwierciadłem.

Zwierciadła wklęsłe podlegają tym samym konwencjom znaków co soczewki. Przy obiekcie poza ogniskową promienie odbite skupiają się w rzeczywistym, odwróconym obrazie przed zwierciadłem — używanym w lusterkach do golenia i teleskopach zwierciadłowych.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Rzeczywisty odwrócony obraz

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Zwierciadło wklęsłe skupia światło jak soczewka skupiająca. Czy odsuwanie obiektu od zwierciadła wklęsłego przesuwa jego rzeczywisty obraz bliżej ogniska zwierciadła, tak samo jak dla soczewki?

Prognozy do rozważenia

• Nie — dalszy obiekt przesuwa obraz dalej od zwierciadła.
• Zwierciadła i soczewki podlegają zupełnie innym regułom obrazowania.
• Tak — obowiązuje ta sama zależność 1/f = 1/d_o + 1/d_i, więc dalszy przedmiot daje obraz bliżej ogniskowej.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Odległość obiektu d_o (cm)

Co mierzysz:

• Odległość obrazu d_i (cm)
• Powiększenie m

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset concave-real i naciśnij Reset. Ogniskowa zwierciadła jest stała 15 cm.
2. Włącz odczyty odległości obrazu i powiększenia.
3. Ustaw odległość obiektu dla każdej próby i zapisz odległość obrazu i powiększenie.

Równanie rządzące

Równanie zwierciadła — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Zwierciadło wklęsłe (skupiające) podlega tej samej prawie obrazowania co soczewka skupiająca: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, z m = −d_i/d_o. Ogniskowa zwierciadła jest dodatnia, zgodnie z konwencją znaków soczewek.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Dla jednej próby oblicz d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i przy f = 15 cm, a potem m = −d_i/d_o. Porównaj obie wartości z tabelą.
• Wyjaśnij, dlaczego równanie zwierciadła jest matematycznie identyczne w formie z równaniem cienkiej soczewki — oba używają tej samej zależności 1/f = 1/d_o + 1/d_i, choć zwierciadło odbija światło, a nie załamuje je.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Lusterko do golenia lub makijażu jest wklęsłe, trzymane bliżej niż ogniskowa, by dać powiększony obraz pozorny (jak eksperyment z lupą). Ten eksperyment trzyma obiekt poza f, dając rzeczywisty, odwrócony obraz. Wyjaśnij, kiedy chcesz każdej konfiguracji.
• Każdy obraz w tym eksperymencie ma ujemne powiększenie. Wyjaśnij, z rzeczywistej geometrii odbicia zwierciadła wklęsłego, dlaczego rzeczywisty obraz zwierciadła wklęsłego jest odwrócony, tak jak rzeczywisty obraz soczewki skupiającej.

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

1. Witamy w zwierciadle wklęsłym
2. Zaznacz obiekt
3. Naciśnij Play
4. Rzeczywisty obraz zwierciadlany
5. Otwórz panel Właściwości
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Równanie zwierciadła