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Grundwissen

Spiegelbild - Einführung

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Das Spiegelbild befindet sich im gleichen Abstand zum Spiegel wie das Original.
  • Das Spiegelbild ist genau so groß wie das Original.
  • Das Spiegelbild eines Gegenstandes erscheint für alle Betrachter vor dem Spiegel am gleichen Ort hinter dem Spiegel.
  • Gegenstand und Spiegelbild sind symmetrisch bezüglich der Spiegelebene.
Aufgaben Aufgaben

Beobachtungen in einem Versuch

versuch-spiegelbild-kerze.jpg Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Spiegelbild einer brennenden Kerze in einer Glasscheibe

Im abgebildeten Versuch steht eine brennende Kerze vor einer Glasscheibe, die als Spiegel dient. Auf der Tischplatte ist durchgehend ein Maßstab mit Papierstreifen ausgelegt. Hinter der spiegelnden Glasscheibe steht eine zweite Kerze. Diese Kerze brennt aber nicht. Allerdings siehst du an dieser Stelle das Spiegelbild der brennenden Kerze. Daher sieht es so aus, als würde auch die Kerze hinter der Glasscheibe brennen.

Position des Spiegelbildes

Anhand des Papiermaßstabes kannst du den Abstand zwischen der Kerze vor der Scheibe und der spiegelnden Scheibe messen. Gleiches gilt für den Abstand der zweiten Kerze zur spiegelnden Scheibe. Beide Kerzen sind gleich weit von der Scheibe entfernt. Nun ist die Flamme der brennenden Kerze natürlich direkt über der Kerze. Und da du das Spiegelbild dieser Flamme auch direkt über der Kerze hinter der Scheibe siehst, kannst du zwei Dinge feststellen:

  1. Das Spiegelbild befindet sich hinter dem Spiegel und nicht auf der Spiegelfläche.
  2. Das Spiegelbild befindet sich im gleichen Abstand zum Spiegel wie das Original.

Größe des Spiegelbildes

Ein Gegenstand erscheint umso kleiner, je weiter er von uns entfernt ist. Daher erscheint dir auch das Spiegelbild der Flamme kleiner als das Original, denn es ist hinter der Spiegelebene und damit weiter weg von dir (bzw. der Kamera) als Beobachter. In Wahrheit sind jedoch Original und Spiegelbild gleich groß. Dies kannst du im Versuch zeigen, wenn du z.B. zwei gleichlange Stäbe neben die Kerzen hältst.

Lage des Spiegelbildes für verschiedene Betrachter

Die Lage des Spiegelbildes wird nur von der Position des Gegenstandes und des Spiegels bestimmt. Die Position des Betrachters spielt hierbei keine Rolle. Er sieht, wie du der folgenden Animation entnehmen kannst, von jedem Punkt vor dem Spiegel das virtuelle Spiegelbild am selben Ort. Nur wenn er sich auf die Rückseite des Spiegels begibt, sieht er weder ein Spiegelbild noch den Gegenstand selbst, da Spiegel meist undurchsichtig sind.

Orientierung des Spiegelbildes

Oft hört man: "Ein Spiegel vertauscht oben und unten nicht, dagegen rechts und links schon". Die Bilder in Abb. 3 zeigen, dass dies eine Frage des Beobachterstandpunktes ist. So wird im ersten Bild vorne und hinten vertauscht, im zweiten Bild wird links und rechts vertauscht und im dritten Bild wird oben und unten vertauscht.

Spiegelbild verschiedene Achsen
Abb. 3 Verschiedene Spiegelbilder des gleichen Gegenstandes

Unabhängig vom Beobachterstandpunkt kannst du (besser) sagen, dass Original und Spiegelbild symmetrisch bezüglich der Spiegelebene sind. In dieser Aussage sind auch die Beobachtungen, dass das Original und Spiegelbild gleich weit von der Spiegelebene entfernt und das Original und Spiegelbild gleich groß sind, enthalten.

Charakterisierung von Spiegelbildern

Gegenstand und Spiegelbild sind symmetrisch bezüglich der Spiegelebene.

Aufgabe

Markiere alle zutreffenden Aussagen zum Spiegelbild.

Lösungsvorschläge

Lösung

Richtig sind die Aussagen 1), 3) und 4).

Aussage 2) ist falsch, da uns das Spiegelbild aufgrund seiner größeren Entfernung nur kleiner erscheint. Gegenstand und Spiegelbild sind gleich groß.
Aussage 5) ist falsch, da dies von der Postition des Betrachters abhängt (siehe Bilder).