Gương cầu lõm: Ảnh thật giống như thấu kính hội tụ
1 · Dự đoán
Gương cầu lõm tập trung ánh sáng như thấu kính hội tụ. Việc di chuyển vật ra xa gương cầu lõm có làm cho ảnh thật của nó đến gần tiêu điểm của gương giống như cách làm đối với thấu kính không?
- Không - một vật ở xa hơn sẽ di chuyển ảnh ra xa gương hơn.
- Gương và thấu kính tuân theo các quy tắc hình ảnh hoàn toàn khác nhau.
- Có - áp dụng cùng một mối quan hệ 1/f = 1/d_o + 1/d_i, do đó, vật ở xa hơn sẽ cho hình ảnh gần tiêu cự hơn.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước thực lõm và nhấn Đặt lại. Tiêu cự của gương cố định là 15 cm.
- Kích hoạt tính năng đọc khoảng cách hình ảnh và độ phóng đại.
- Đặt khoảng cách đối tượng cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách và độ phóng đại của hình ảnh.
3 · Thu thập dữ liệu
| Khoảng cách đối tượng d_o (cm) | Khoảng cách hình ảnh d_i (cm) | Độ phóng đại m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 40.00 | ||
| 60.00 |
Vẽ khoảng cách hình ảnh d_i (trục y) theo khoảng cách đối tượng d_o (trục x) cho ba lần thử của bạn.
4 · Phân tích
- Đối với một lần thử, hãy tính d_i từ 1/f = 1/d_o + 1/d_i sử dụng f = 15 cm, sau đó m = −d_i/d_o. So sánh cả hai với bảng.
- Giải thích tại sao phương trình gương có dạng giống hệt về mặt toán học với phương trình thấu kính mỏng - cả hai đều sử dụng cùng mối quan hệ 1/f = 1/d_o + 1/d_i, mặc dù gương phản chiếu ánh sáng chứ không khúc xạ nó.
5 · Gia hạn
- Một chiếc gương cạo râu hoặc trang điểm có dạng lõm, được giữ gần hơn tiêu cự của nó để cho một ảnh ảo phóng to (giống như thí nghiệm về kính lúp). Thay vào đó, thí nghiệm này giữ vật ở ngoài f, cho một ảnh thật, ngược chiều. Giải thích khi nào bạn muốn mỗi cấu hình.
- Mọi hình ảnh trong thí nghiệm này đều có độ phóng đại âm. Giải thích, bằng cách sử dụng hình học phản xạ thực tế của gương lõm, tại sao ảnh thật tạo bởi gương lõm lại bị đảo ngược, giống như ảnh thật của thấu kính hội tụ.
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Phương trình gương
Một gương lõm (hội tụ) tuân theo định luật tạo ảnh giống như thấu kính hội tụ: 1/f = 1/d_o + 1/d_i, với m = −d_i/d_o. Tiêu cự của gương là dương, phù hợp với quy ước về dấu hiệu của thấu kính.