Optik

Konkav spegel — verklig bild

Objekt utanför f på en konkav spegel: en verklig, inverterad bild framför spegeln.

Konkav spegel — verklig bild — interaktiv Optik-simulering. Objekt utanför f på en konkav spegel: en verklig, inverterad bild framför spegeln. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Konkav spegel

Objekt utanför f hos en konkav spegel: en verklig, inverterad bild framför spegeln.

Konkava speglar följer samma teckenkonventioner som linser. Med objektet utanför brännvidden konvergerar reflekterade strålar till en verklig inverterad bild framför spegeln — använt i rakelspeglar på måttligt avstånd och i reflekterande teleskop.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Verklig inverterad bild

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

En konkav spegel fokuserar ljus som en konvergerande lins. Flyttar det att flytta föremålet längre bort från en konkav spegel dess verkliga bild närmare spegelns brännpunkt, på samma sätt som för en lins?

Förutsägelser att väga

• Nej — ett fjärrare föremål flyttar bilden längre bort från spegeln.
• Speglar och linser följer helt olika avbildningsregler.
• Ja — samma samband 1/f = 1/d_o + 1/d_i gäller, så ett fjärrare föremål ger en bild närmare brännvidden.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Föremålsavstånd d_o (cm)

Det du mäter:

• Bildavstånd d_i (cm)
• Förstoring m

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Konkav spegel och tryck på Återställ. Spegelns brännvidd är låst till 15 cm.
2. Aktivera avläsningarna av bildavstånd och förstoring.
3. Ställ in föremålsavståndet för varje försök och notera bildavståndet och förstoringen.

Styrande ekvation

Spegelformeln — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

En konkav (konvergerande) spegel följer samma avbildningslag som en konvergerande lins: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, med m = −d_i/d_o. Spegelns brännvidd är positiv, i överensstämmelse med linsens teckenkonvention.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök d_i ur 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 15 cm, sedan m = −d_i/d_o. Jämför båda med tabellen.
• Förklara varför spegelekvationen är matematiskt identisk till formen med tunnlinsekvationen — båda använder samma samband 1/f = 1/d_o + 1/d_i, även om en spegel reflekterar ljus i stället för att bryta det.

Var det här syns utanför labbet

• En rakspegel eller sminkspegel är konkav och hålls närmare än sin brännvidd för att ge en förstorad virtuell bild (som i magnifier-experimentet). Detta experiment håller i stället föremålet bortom f, vilket ger en verklig, upp-och-nedvänd bild. Förklara när man vill ha respektive konfiguration.
• Varje bild i detta experiment har negativ förstoring. Förklara, utifrån en konkav spegels faktiska reflektionsgeometri, varför en verklig bild som bildas av en konkav spegel är upp-och-nedvänd, precis som en konvergerande lins verkliga bild.

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

1. Välkommen till Konkav verklig bild
2. Välj objektet
3. Tryck på Spela upp
4. Verklig spegelbild
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Klart!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Spegelformeln