Оптика

Събираща леща — действително изображение

Предмет отвъд f: образува се действително, обърнато изображение от далечната страна (m = −dᵢ/dₒ).

Събираща леща — действително изображение — интерактивна симулация Оптика. Предмет отвъд f: образува се действително, обърнато изображение от далечната страна (m = −dᵢ/dₒ). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Изобразяване с тънка леща

Предмет отвъд f: образува се действително, обърнато изображение от далечната страна (m = −dᵢ/dₒ).

Уравнението на тънката леща 1/f = 1/d_o + 1/d_i локализира изображението. Когато d_o > f, разстоянието до изображението е положително, така че лъчите се събират в действително изображение от далечната страна. Отрицателният знак на увеличението отбелязва обръщане. Тази настройка поставя предмета отвъд f, така че изображението е sharply и в мащаба на оптичната маса.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Предмет седи отвъд фокусното разстояние на събираща леща. Докато го местиш по-надалеч от лещата, приближава ли се действителното изображение, образувано от другата страна, към лещата или отдалечава?

Предсказвания за преценка

• По-близо до лещата — по-далечен предмет образува изображението си по-близо до фокуса.
• По-далеч от лещата.
• Разстоянието до изображението не зависи от разстоянието до предмета.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние до предмета d_o (cm)

Какво измерваш:

• Разстояние до изображението d_i (cm)
• Увеличение m

Как протича изследването

1. Отвори настройката събиращо действително и натисни Нулирай. Фокусното разстояние на лещата е фиксирано на 10 cm.
2. Включи показанията за разстояние до изображението и увеличение.
3. Задай разстоянието до предмета за всеки опит и запиши разстоянието до изображението и увеличението.

Управляващо уравнение

Уравнение на тънката леща — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

За тънка леща разстоянията до предмета и изображението и фокусното разстояние се свързват с 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Това едно уравнение покрива събиращи и разсейващи лещи еднакво, ползвайки разстояния със знаци.

Напречно увеличение — m = −dᵢ/dₒ

Размерът на изображението спрямо предмета е m = −d_i/d_o. Отрицателно m значи обърнато изображение; |m| > 1 значи увеличено изображение.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли d_i от 1/f = 1/d_o + 1/d_i с f = 10 cm, после m = −d_i/d_o. Сравни и двете с таблицата.
• Обясни, с уравнението на тънката леща, защо отдалечаването на предмета от лещата (нарастване на d_o) кара разстоянието до изображението да се свива към фокусното разстояние.

Къде това се появява извън лабораторията

• Всеки опит дава отрицателно увеличение. Обясни какво значи физически отрицателно m за ориентацията на изображението спрямо предмета.
• Обективът на фотоапарат образува действително изображение върху сензора за всеки предмет отвъд фокусното разстояние. Обясни, с данните си, защо фотографирането на нещо много далечно (d_o ≫ f) винаги поставя изображението много близо до фокусната равнина.

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

1. По-близо или по-далеч?
2. Премести предмета по-надалеч
3. Запиши изображението
4. Отвори данните
5. Обясни доказателствата си

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Уравнението на тънката леща