Выпуклое зеркало: всегда уменьшенное мнимое изображение

1 · Прогноз

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

• 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.

2 · Подготовка

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.

3 · Сбор данных

Постройте увеличение m (ось y) против расстояния до предмета d_o (ось x) для трёх проб. Превышает ли m когда-нибудь 1?

4 · Анализ

1. 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.
2. Объясните, почему отрицательное фокусное расстояние выпуклого зеркала гарантирует мнимое уменьшенное изображение при любом расстоянии до предмета — в точности повторяя поведение рассеивающей линзы.

5 · Развитие

1. 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.
2. 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.

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту