O oglindă concavă: imagini reale ca la o lentilă convergentă
1 · Prezice
O oglindă concavă focalizează lumina ca o lentilă convergentă. Mutarea obiectului mai departe de o oglindă concavă mută imaginea lui reală mai aproape de punctul focal al oglinzii, la fel ca la o lentilă?
- Nu — un obiect mai îndepărtat mută imaginea mai departe de oglindă.
- Oglinzile și lentilele urmează reguli de imagistică complet diferite.
- Da — aceeași relație 1/f = 1/d_o + 1/d_i se aplică, deci un obiect mai îndepărtat dă o imagine mai aproape de distanța focală.
2 · Montaj
- Deschide presetarea concave-real și apasă Resetează. Distanța focală a oglinzii este fixă la 15 cm.
- Activează citirile distanței imaginii și măririi.
- Setează distanța obiectului pentru fiecare încercare și înregistrează distanța imaginii și mărirea.
3 · Colectează date
| Distanța obiectului d_o (cm) | Distanța imaginii d_i (cm) | Mărirea m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 40.00 | ||
| 60.00 |
Plotează distanța imaginii d_i (axa y) în funcție de distanța obiectului d_o (axa x) pentru cele trei încercări.
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează d_i din 1/f = 1/d_o + 1/d_i folosind f = 15 cm, apoi m = −d_i/d_o. Compară ambele cu tabelul.
- Explică de ce ecuația oglinzii este matematic identică în formă cu ecuația lentilei subțiri — ambele folosesc aceeași relație 1/f = 1/d_o + 1/d_i, deși oglinda reflectă lumina în loc să o refracte.
5 · Extinde
- O oglindă de bărbierit sau de machiaj este concavă, ținută mai aproape decât distanța ei focală pentru a da o imagine virtuală mărită (ca experimentul magnifier). Acest experiment menține în schimb obiectul dincolo de f, dând o imagine reală, răsturnată. Explică când ai vrea fiecare configurație.
- Fiecare imagine din acest experiment are mărire negativă. Explică, folosind geometria reală de reflexie a unei oglinzi concave, de ce o imagine reală formată de o oglindă concavă este răsturnată, exact ca imaginea reală a unei lentile convergente.
Fizica din spatele acestui experiment
Ecuația oglinzii
O oglindă concavă (convergentă) respectă aceeași lege de imagistică ca o lentilă convergentă: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, cu m = −d_i/d_o. Distanța focală a oglinzii este pozitivă, corespunzând convenției de semn a lentilelor.
Optică
- Lentilă convergentă: imagini reale dincolo de 2f
- Punctul focal: unde imaginile evadează la infinit
- O lentilă ca lupă
- O lentilă divergentă: mereu virtuală, mereu micșorată
- O oglindă convexă: întotdeauna o imagine virtuală micșorată
- Oglinda plană: un caz special, invariant
- Adâncimea aparentă: de ce o piscină pare mai mică decât este
- Reflexia totală: unghiul limită
- Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor
- Microscopul compus: două lentile pentru mărire mare
- Un măritor fotografic: două lentile pentru o imagine reală, mai mare
- O prismă îndoaie lumina: unghiul de deviație