Gehe auf den Spiegel zu! Was macht dein Spiegelbild?
WORUM GEHT ES?
Die Bilder am Hohlspiegel sind schon verblüffend, macht doch der gleiche Spiegel je nach Abstand zwei ganz unterschiedliche Bilder vom Betrachter. Diesen Umbruch der Bilder und das übergroße Spiegelbild des eigenen Gesichts am Ende, in dem man jede Pore sieht, vergisst man nie!
WESHALB IST DAS SO?
Steht der Besucher weit vom Hohlspiegel entfernt, ist sein Spiegelbild klein und auf dem Kopf stehend. Tritt er aber nah vor den Spiegel, ist sein Spiegelbild plötzlich viel größer – und aufrecht stehend!
Die Oberfläche des Hohlspiegels ist nach innen gewölbt. Lichtstrahlen, die schräg zu seiner Mittelachse einfallen, werden, wie bei einem ebenen Spiegel, gemäß dem Einfallswinkel reflektiert. Obwohl das auch bei parallel zur Mittelachse eintreffenden Strahlen der Fall ist, bilden sie dennoch einen Spezialfall. Denn in welchem Winkel sie zurückgeworfen werden, hängt von ihrem Abstand zur Mittelachse ab: Je weiter die Strahlen von ihr entfernt sind, desto größer ist der Reflexionswinkel und umgekehrt. Durch diese unterschiedlichen Ablenkungen wird es möglich, dass sich alle reflektierten Strahlen in einem Punkt, dem so genannten Brennpunkt, schneiden. Bei unserem Hohlspiegel liegt dieser Brennpunkt etwa 180 cm vom Spiegel entfernt.
Befindet sich der gespiegelte Gegenstand vor dem Brennpunkt, werden die Strahlen so gespiegelt, dass sie sich alle an einem Ort vor dem Spiegel treffen. Dort entsteht ein kleines auf dem Kopf stehendes Bild, das man auch reelles Bild nennt, weil man es auf einem Projektionsschirm abbilden kann. Ist das Objekt zwischen Brennpunkt und Spiegel positioniert, entsteht hinter der Spiegelebene ein vergrößertes, aufrecht stehendes Bild. Man erhält es durch rückwärtige Verlängerung der reflektierten Lichtstrahlen und spricht in diesem Fall von einem virtuellen Bild, weil man es nicht mit einem Schirm auffangen kann. Befindet sich der Gegenstand genau im Brennpunkt, werden die Strahlen so zurückgeworfen, dass sie sich weder vor dem Spiegel, noch hinter ihm in einem Punkt schneiden. Steht man also genau an dieser Stelle, sieht man sich im Hohlspiegel nur als ein verschwommenes Bild!
Das gleiche Phänomen tritt auch bei Lupen auf, mit dem Unterschied, dass hier die Lichtstrahlen nicht reflektiert, sondern gebrochen werden. Trotzdem erhält man auch bei der Lupe ein verkleinertes, kopfstehendes Bild, wenn man mit ihr in die Ferne schaut und ein vergrößertes, aufrecht stehendes Bild, sobald man näher gelegene Objekte betrachtet.
Und dem berühmten Suppenkaspar, der seine Suppe partout nicht essen wollte, ist möglicherweise sein Forscherdrang zum Verhängnis geworden. Denn auch an einem sauberen, gut polierten Suppenlöffel kann man prima die Eigenschaften von Hohlspiegeln studieren. Ist nun das Spiegelbild aufrecht oder steht es auf dem Kopf? Oder etwa beides?
Alltagsbezug
Den Vergrößerungseffekt des Hohlspiegels nutzt man beim Schminkspiegel oder beim Rasierspiegel, auch der kleine Mundspiegel beim Zahnarzt kann als Hohlspiegel geformt sein und vergrößert dann die Löcher im Zahn auf das 2-fache!