Zwierciadło płaskie: szczególny, niezmienniczy przypadek

1 · Prognoza

Zwykłe płaskie zwierciadło to codzienny przypadek obrazowania zwierciadlanego. Gdy odsuwasz obiekt od zwierciadła płaskiego, czy rozmiar jego obrazu pozornego się zmienia?

• Obraz maleje, gdy obiekt się oddala.
• Nie — obraz zwierciadła płaskiego jest zawsze tej samej wielkości co obiekt (powiększenie dokładnie 1), niezależnie od odległości.
• Obraz rośnie, gdy obiekt się oddala.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset plane-mirror i naciśnij Reset.
2. Włącz odczyt odległości obrazu.
3. Ustaw odległość obiektu dla każdej próby i zapisz odległość obrazu.

3 · Zbieranie danych

Narysuj odległość obrazu d_i (oś y) względem odległości obiektu d_o (oś x) dla trzech prób. Czy prosta przechodzi przez początek układu o nachyleniu −1?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby potwierdź, że d_i = −d_o dokładnie (zwierciadło płaskie to granica f → ∞ równania zwierciadła). Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, dlaczego obraz zwierciadła płaskiego zawsze leży dokładnie tak daleko za zwierciadłem, jak obiekt przed nim, i dlaczego powiększenie jest zawsze dokładnie 1.

5 · Rozszerzenie

1. Zwierciadło płaskie można traktować jako zwierciadło krzywiznowane o nieskończonej ogniskowej (idealnie płaskie = zerowa krzywizna). Używając 1/f = 1/d_o + 1/d_i przy f → ∞, wyjaśnij, dlaczego to wymusza dokładnie d_i = −d_o.
2. Gdy idziesz ku zwierciadłu płaskiemu, Twój obraz idzie ku Tobie w tym samym tempie — odległość obrazu zawsze dokładnie odpowiada Twojej odległości od powierzchni zwierciadła. Dlaczego to czyni zwierciadła płaskie wyjątkowo prostymi w porównaniu ze zwierciadłami zakrzywionymi i soczewkami?

← Wróć do eksperymentu

138 bezpłatnych kart pracy z fizyki do druku