Оптика

Выпуклое зеркало — мнимое изображение

Выпуклое зеркало всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение за ним.

Выпуклое зеркало — мнимое изображение — интерактивная симуляция (Оптика). Выпуклое зеркало всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение за ним. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Выпуклое зеркало

Выпуклое зеркало всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение за ним.

Выпуклые зеркала всегда рассеивают отражённые лучи, давая мнимые прямые изображения меньше предмета. Широкое поле зрения делает их стандартом для боковых зеркал автомобилей и охранных зеркал в коридорах, несмотря на уменьшение.

• Всегда мнимое изображение
• m < 1

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

У выпуклого (выпирающего наружу) зеркала по конвенции отрицательное фокусное расстояние, как у рассеивающей линзы. Строит ли оно когда-нибудь действительное увеличенное изображение?

Прогнозы для взвешивания

• Оно может дать действительное изображение, если предмет достаточно близко.
• Нет — как рассеивающая линза, выпуклое зеркало всегда даёт уменьшенное прямое мнимое изображение при любом расстоянии до предмета.
• Оно всегда даёт увеличенное изображение.

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 convex-virtual 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

Изображение в выпуклом зеркале — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

У выпуклого (рассеивающего) зеркала по конвенции отрицательное фокусное расстояние. Подстановка f < 0 в уравнение зеркала всегда даёт мнимое изображение с 0 < m < 1, в точности как у рассеивающей 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 отрицательное фокусное расстояние выпуклого зеркала гарантирует мнимое уменьшенное изображение при любом расстоянии до предмета — в точности повторяя поведение рассеивающей линзы.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Выпуклые зеркала используются в охранных зеркалах магазинов и правых боковых зеркалах автомобилей («объекты в зеркале ближе, чем кажутся») именно потому, что дают широкое поле зрения с уменьшением. По своим данным об увеличении объясните, зачем нужна эта надпись на зеркалах.
• Сравните увеличения этого эксперимента с экспериментом concave-real при схожих расстояниях. Объясните, почему уменьшенное изображение выпуклого зеркала фундаментально отлично от увеличенного (или перевёрнутого) изображения вогнутого.

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

1. Добро пожаловать к выпуклому зеркалу
2. Выберите предмет
3. Нажмите Play
4. Мнимое 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