Оптика

Вогнутое зеркало — действительное изображение

Предмет дальше f вогнутого зеркала: действительное, перевёрнутое изображение перед зеркалом.

Вогнутое зеркало — действительное изображение — интерактивная симуляция (Оптика). Предмет дальше f вогнутого зеркала: действительное, перевёрнутое изображение перед зеркалом. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Вогнутое зеркало

Предмет дальше f вогнутого зеркала: действительное, перевёрнутое изображение перед зеркалом.

Вогнутые зеркала подчиняются тем же знаковым конвенциям, что линзы. При предмете дальше фокуса отражённые лучи сходятся в действительное перевёрнутое изображение перед зеркалом — используется в брительных зеркалах на умеренном расстоянии и в рефлекторных телескопах.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Действительное перевёрнутое изображение

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

Вогнутое зеркало фокусирует свет, как собирающая линза. При удалении предмета от вогнутого зеркала приближается ли его действительное изображение к фокусу зеркала, как у линзы?

Прогнозы для взвешивания

• Нет — более далёкий предмет уводит изображение дальше от зеркала.
• Зеркала и линзы следуют совершенно разным правилам изображения.
• Да — то же соотношение 1/f = 1/d_o + 1/d_i действует, поэтому более далёкий предмет даёт изображение ближе к фокусному расстоянию.

Роли переменных

Что вы задали:

• Расстояние до предмета d_o (cm)

Что вы измеряете:

• Расстояние до изображения d_i (cm)
• Увеличение m

Как идёт исследование

1. Откройте пресет concave-real и нажмите «Сброс». Фокусное расстояние зеркала фиксировано на 15 cm.
2. Включите показания расстояния до изображения и увеличения.
3. Задайте расстояние до предмета для каждой пробы и запишите расстояние до изображения и увеличение.

Определяющее уравнение

Уравнение зеркала — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Вогнутое (собирающее) зеркало подчиняется тому же закону построения изображения, что и собирающая линза: 1/f = 1/d_o + 1/d_i с m = −d_i/d_o. Фокусное расстояние зеркала положительно, согласуясь с правилом знаков линзы.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите d_i из 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f = 15 см, затем m = −d_i/d_o. Сравните оба значения с таблицей.
• Объясните, почему зеркальное уравнение математически идентично по форме уравнению тонкой линзы — оба используют то же соотношение 1/f = 1/d_o + 1/d_i, хотя зеркало отражает свет, а не преломляет.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Брительное или косметическое зеркало вогнутое, его держат ближе фокусного расстояния для увеличенного мнимого изображения (как в эксперименте с лупой). Этот эксперимент вместо этого держит предмет за f, давая действительное перевёрнутое изображение. Объясните, когда нужна каждая конфигурация.
• Каждое изображение в этом эксперименте имеет отрицательное увеличение. По реальной геометрии отражения вогнутого зеркала объясните, почему действительное изображение вогнутого зеркала перевёрнуто, как и действительное изображение собирающей линзы.

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

1. Добро пожаловать к вогнутому зеркалу
2. Выберите предмет
3. Нажмите Play
4. Действительное зеркальное изображение
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Уравнение зеркала