Оптика

Плоское зеркало

Плоское зеркало даёт прямое мнимое изображение того же размера на столько же за зеркалом, на сколько предмет перед ним.

Плоское зеркало — интерактивная симуляция (Оптика). Плоское зеркало даёт прямое мнимое изображение того же размера на столько же за зеркалом, на сколько предмет перед ним. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Плоское зеркало

Плоское зеркало даёт прямое мнимое изображение того же размера на столько же за зеркалом, на сколько предмет перед ним.

Отражение на плоской поверхности следует закону равенства углов. Расстояние до изображения равно расстоянию до предмета за зеркалом, давая единичное увеличение. Изображение мнимое, потому что отражённые лучи реально не сходятся там — мозг экстраполирует назад по пунктирным продолжениям.

• m = +1
• Расстояние до изображения = расстоянию до предмета

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

Обычное плоское зеркало — бытовой случай зеркального изображения. При удалении предмета от плоского зеркала меняется ли размер его мнимого изображения?

Прогнозы для взвешивания

• Изображение уменьшается при удалении предмета.
• Нет — изображение плоского зеркала всегда того же размера, что предмет (увеличение ровно 1), при любом расстоянии.
• Изображение растёт при удалении предмета.

Роли переменных

Что вы задали:

• Расстояние до предмета d_o (cm)

Что вы измеряете:

• Расстояние до изображения d_i (cm)

Как идёт исследование

1. Откройте пресет plane-mirror и нажмите «Сброс».
2. Включите показание расстояния до изображения.
3. Задайте расстояние до предмета для каждой пробы и запишите расстояние до изображения.

Определяющее уравнение

Плоское зеркало как f → ∞ — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Плоское зеркало — особый случай зеркального уравнения с бесконечным фокусным расстоянием: 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i даёт ровно d_i = −d_o, увеличение всегда 1 — неувеличенное прямое мнимое изображение.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы убедитесь, что d_i = −d_o точно (плоское зеркало — предел зеркального уравнения при f → ∞). Сравните с таблицей.
• Объясните, почему изображение плоского зеркала всегда сидит ровно настолько за зеркалом, насколько предмет перед ним, и почему увеличение всегда ровно 1.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Плоское зеркало можно считать кривым зеркалом с бесконечным фокусным расстоянием (идеально плоское = нулевая кривизна). Используя 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f → ∞, объясните, почему это даёт ровно d_i = −d_o.
• При подходе к плоскому зеркалу ваше изображение идёт навстречу с той же скоростью — расстояние до изображения всегда точно равно вашему расстоянию от поверхности. Почему это делает плоские зеркала уникально простыми по сравнению с искривлёнными зеркалами и линзами?

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties
• Middle School Physical Science — Waves meeting materials

1. Добро пожаловать к плоскому зеркалу
2. Выберите предмет
3. Нажмите Play
4. Изображение за зеркалом
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