Оптика

Увігнуте дзеркало — дійсне зображення

Предмет далі f увігнутого дзеркала: дійсне обернене зображення перед дзеркалом.

Увігнуте дзеркало — дійсне зображення — інтерактивне моделювання: Оптика. Предмет далі f увігнутого дзеркала: дійсне обернене зображення перед дзеркалом. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Увігнуте дзеркало

Предмет за f увігнутого дзеркала: дійсне обернене зображення перед дзеркалом.

Увігнуті дзеркала підпорядковуються тим самим знаковим конвенціям, що й лінзи. З предметом за фокусом відбиті промені збігаються в дійсне обернене зображення перед дзеркалом — використовується в голувальних дзеркалах на середній відстані та в рефлекторних телескопах.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• Дійсне обернене зображення

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

Увігнуте дзеркало фокусує світло, як збиральна лінза. Чи віддалення предмета від увігнутого дзеркала наближає його дійсне зображення до фокуса дзеркала, так само, як для лінзи?

Прогнози для зважування

• Ні — дальший предмет віддаляє зображення від дзеркала.
• Дзеркала та лінзи підпорядковуються повністю різним правилам зображення.
• Так — застосовується той самий зв'язок 1/f = 1/d_o + 1/d_i, тож дальший предмет дає зображення ближче до фокусної відстані.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Відстань до предмета d_o (cm)

Що ви вимірюєте:

• Відстань до зображення d_i (cm)
• Збільшення m

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет concave-real та натисніть «Скинути». Фокусна відстань дзеркала фіксована 15 cm.
2. Увімкніть покази відстані до зображення та збільшення.
3. Задайте відстань до предмета для кожного заміру та запишіть відстань до зображення і збільшення.

Керівне рівняння

Формула дзеркала — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Увігнуте (збиральне) дзеркало підпорядковується тому самому закону зображення, що й збиральна лінза: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, з m = −d_i/d_o. Фокусна відстань дзеркала додатна, що відповідає знаковій конвенції лінзи.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = 15 cm, потім m = −d_i/d_o. Порівняйте обидва з таблицею.
• Поясніть, чому рівняння дзеркала математично ідентичне за формою формулі тонкої лінзи — обидва використовують той самий зв'язок 1/f = 1/d_o + 1/d_i, хоча дзеркало відбиває світло, а не заломлює його.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Бритвене чи макіяжне дзеркало увігнуте, його тримають ближче за фокус, щоб дати збільшене уявне зображення (як в експерименті magnifier). Цей експеримент натомість тримає предмет за f, даючи дійсне обернене зображення. Поясніть, коли потрібна кожна конфігурація.
• Кожне зображення в цьому експерименті має від'ємне збільшення. Поясніть, використовуючи фактичну геометрію відбиття увігнутого дзеркала, чому дійсне зображення увігнутого дзеркала обернене, як дійсне зображення збиральної лінзи.

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

1. Вітаємо в увігнутому дзеркалі
2. Виберіть предмет
3. Натисніть «Запустити»
4. Дійсне зображення в дзеркалі
5. Відкрийте панель властивостей
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Формула дзеркала