Planspegeln: Ett särskilt, oföränderligt fall
1 · Förutsäg
En vanlig platt spegel (planspegel) är det vardagliga fallet av spegelavbildning. När du flyttar ett föremål längre bort från en planspegel, ändrar sig då dess virtuella bilds storlek?
- Bilden krymper när föremålet flyttas längre bort.
- Nej — en planspegels bild är alltid lika stor som föremålet (förstoring exakt 1), oavsett avstånd.
- Bilden växer när föremålet flyttas längre bort.
2 · Uppbyggnad
- Öppna förinställningen Planspegeln och tryck på Återställ.
- Aktivera avläsningen av bildavståndet.
- Ställ in föremålsavståndet för varje försök och notera bildavståndet.
3 · Samla data
| Föremålsavstånd d_o (cm) | Bildavstånd d_i (cm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Rita bildavståndet d_i (y-axeln) mot föremålsavståndet d_o (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rak genom origo med lutningen −1?
4 · Analysera
- Bekräfta för ett försök att d_i = −d_o exakt (en planspegel är gränsfallet f → ∞ av spegelekvationen). Jämför med tabellen.
- Förklara varför en planspegels bild alltid ligger exakt lika långt bakom spegeln som föremålet ligger framför den, och varför förstoringen alltid är exakt 1.
5 · Utvidga
- En planspegel kan ses som en krökt spegel med oändlig brännvidd (helt platt = noll krökning). Förklara, med 1/f = 1/d_o + 1/d_i och f → ∞, varför detta tvingar fram d_i = −d_o exakt.
- När du går mot en planspegel går din bild mot dig med samma fart — bildavståndet matchar alltid exakt ditt eget avstånd från spegelns yta. Varför gör detta planspeglar unikt enkla jämfört med krökta speglar och linser?
Fysiken bakom det här experimentet
Planspegeln som fallet f → ∞
En planspegel är specialfallet av spegelekvationen med oändlig brännvidd: 1/∞ = 1/d_o + 1/d_i tvingar fram d_i = −d_o exakt, med förstoringen alltid 1 — en oförstorad, upprätt virtuell bild.
Optik
- Konvergerande lins: Verkliga bilder bortom 2f
- Brännpunkten: Dit bilderna flyr mot oändligheten
- En lins som förstoringsglas
- En divergerande lins: Alltid virtuell, alltid förminskad
- En konkav spegel: Verkliga bilder som en konvergerande lins
- En konvex spegel: Alltid en förminskad virtuell bild
- Skenbart djup: Varför en bassäng ser grundare ut än den är
- Total intern reflektion: Gränsvinkeln
- Ett tvålinsrelä: Bilder kedjas ihop
- Det sammansatta mikroskopet: Två linser för hög förstoring
- En förstoringsapparat: Två linser för en verklig, större bild
- Ett prisma bryter ljuset: Avvikelsevinkeln