8 Beispiele für Aufgaben zu Hohlspiegeln
1. Das korrekte Bildgemälde auf einem Hohlspiegel findet sich in...
Diskussion
Die korrekte Abbildung eines Hohlspiegels finden Sie in Antwort B. Um Ihr Verständnis zu verdeutlichen, beachten Sie bitte die folgende Erklärung.
Ist der Abstand zwischen Objekt und Spiegel kleiner als die Brennweite des Hohlspiegels, so ergibt sich die Bildentstehung wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Befindet sich das Objekt zwischen dem Brennpunkt und dem Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels, so sieht die Bildentstehung wie im folgenden Bild aus.
Ist der Abstand des Objekts größer als der Krümmungsradius (R) des Hohlspiegels, so ergibt sich eine Bildentstehung wie im folgenden Bild.
Die richtige Antwort ist B.
2. Die korrekte Darstellung der Entstehung eines Bildes eines Objekts vor einem Hohlspiegel ist in der Abbildung zu sehen...
Diskussion
Ist der Abstand zwischen Objekt und Spiegel kleiner als die Brennweite des Hohlspiegels, so ergibt sich die Bildentstehung wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Befindet sich das Objekt zwischen dem Brennpunkt und dem Krümmungsmittelpunkt des Hohlspiegels, so sieht die Bildentstehung wie im folgenden Bild aus.
Ist der Abstand des Objekts größer als der Krümmungsradius (R) des Hohlspiegels, so ergibt sich eine Bildentstehung wie im folgenden Bild.
Antwort A ist falsch, da das reflektierte Licht nicht durch den Mittelpunkt der Krümmung des Spiegels (M) hindurchtreten kann.
Antwort B ist falsch, da sich das reflektierte Licht nicht am Ende des Objekts schneidet.
Antwort C ist falsch, da sich das reflektierte Licht nicht am Ende des Objekts schneidet.
Die richtige Antwort ist D.
3. Das korrekte Bild spezieller Strahlen auf einem Hohlspiegel unten ist...
Diskussion
Der einfallende oder reflektierte Strahl muss durch den Brennpunkt verlaufen.
Die richtige Antwort ist B.
5. Schau dir das Bild des Hohlspiegels unten an!
Die Art des vom Spiegel erzeugten Bildes ist...
A. real, reduziert und aufrecht
B. real, vergrößert und aufrecht
C. reell, reduziert und invertiert
D. real, vergrößert und umgekehrt
Diskussion
Der Schatten ist real, verkleinert und umgekehrt.
Die richtige Antwort ist C.
5. Ein 1 cm hoher Gegenstand befindet sich 10 cm vor einem Hohlspiegel mit einer Brennweite von 15 cm. Bestimmen Sie:
A. Die Entfernung des Schattens?
B. Wie hoch ist der Schatten?
C. Welche Eigenschaften hat der Schatten?
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Höhe des Objekts (h) = 1 cm
Objektentfernung (s) = 10 cm
Die Brennweite eines Hohlspiegels (f) beträgt 15 cm.
Antwort:
A. Bildweite (s')
1/f = 1/s + 1/s'
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/10 = 2/30 – 3/30 = -1/30
s' = -30/1 = -30 cm
Das negative Vorzeichen bei der Schattenentfernung bedeutet, dass der Schatten virtuell ist.
B. Schattenhöhe (h')
Bevor man die Höhe des Schattens berechnet, muss man zuerst die Vergrößerung des Schattens berechnen.
Bildvergrößerung (M):
M = -s'/s = h'/h
M = -(-30)/10 = 30/10 = 3
Das Bild ist 3-fach vergrößert.
Schattenhöhe (h'):
M = h' / h
3 = h' / 1 cm
h' = 3 (1 cm)
h' = 3 cm
Die Schattenhöhe beträgt 3 cm. Eine positive Schattenhöhe bedeutet, dass der Schatten senkrecht steht.
C. Eigenschaften von Schatten
Auf Grundlage der obigen Berechnungsergebnisse lässt sich schlussfolgern, dass die Eigenschaften von Schatten folgende sind:
Maya, aufrecht und vergrößert
6. In einer Taschenlampe befindet sich eine kleine Glühbirne im Brennpunkt eines Hohlspiegels. Dadurch wird das reflektierte Licht gebündelt.
A. sich an einem Punkt versammeln
B. parallel zu einem entfernten Ort
C. sich in alle Richtungen ausbreiten
D. bildet ein reelles, verkleinertes Bild
Diskussion
Befindet sich eine Glühbirne im Brennpunkt eines Hohlspiegels, trifft der Lichtstrahl der Glühbirne auf die Oberfläche des Hohlspiegels und wird anschließend von dieser reflektiert. Die Richtung des reflektierten Lichtstrahls verläuft parallel zur optischen Achse des Hohlspiegels.
Die richtige Antwort ist B.
7. Ein Gegenstand wird, wie in der Abbildung gezeigt, vor einen Spiegel gestellt. Die Vergrößerung des entstehenden Bildes beträgt …
A. 3 Mal
B. 2 Mal
C. 1 Mal
D. 1/2 Mal
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Objektentfernung (s) = 60 cm
Brennweite (f) = 20 cm
Oben ist ein Bild eines Hohlspiegels abgebildet. Der Brennpunkt eines Hohlspiegels ist der Punkt, an dem das Licht hindurchtritt, daher ist die Brennweite des Hohlspiegels positiv.
Frage: Vergrößerung des Bildes (M)
Antwort:
Zuerst berechnet man den Bildabstand (s'), dann berechnet man die Bildvergrößerung (M) anhand des ermittelten Bildabstands.
Schattendistanz:
1/f = 1/s + 1/s'
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 cm – 1/60 cm = 3/60 cm – 1/60 cm = 2/60 cm
s' = 60/2 cm = 30 cm
Bildvergrößerung (M):
M = s'/s = 30 cm / 60 cm = 1/2 mal
Die richtige Antwort ist D.
8. Die folgende Abbildung zeigt die Entstehung eines Bildes, wenn ein Objekt 6 cm vor einem Hohlspiegel platziert wird. Wird das Objekt anschließend um 1 cm vom Spiegel entfernt, beträgt der Abstand des Bildes vom Spiegel …
A. 2,5 cm
B. 4,0 cm
Ca. 7,0 cm
D. 9,3 cm
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Objektentfernung (s) = 6 cm
Schattenabstand (s') = 12 cm
Die Gegenstandsweite und die Bildweite sind positiv, weil sie reell sind bzw. von einem Lichtstrahl durchdrungen werden.
Frage: Wenn der Abstand des Objekts (s) = 7 cm beträgt, dann ist der Abstand des Bildes (s')…..
Antwort:
Zuerst berechnen Sie die Brennweite des Hohlspiegels anhand der oben angegebenen Objekt- und Bildentfernungsdaten.
1/f = 1/s + 1/s' = 1/6 + 1/12 = 2/12 + 1/12 = 3/12
f = 12/3 = 4 cm
Die Brennweite eines Hohlspiegels ist positiv, weil der Brennpunkt des Hohlspiegels von einem Lichtstrahl durchdrungen wird oder reell ist.
Beträgt die Gegenstandsweite 7 cm, so beträgt die Bildweite:
1/s' = 1/f – 1/s = 1/4 – 1/7 = 7/28 – 4/28 = 3/28
s' = 28/3 = 9,3 cm
Die richtige Antwort ist D.
