Оптика

Фокус — успоредни лъчи

Предмет във F: излъчените лъчи са успоредни и изображението се образува в безкрайност.

Фокус — успоредни лъчи — интерактивна симулация Оптика. Предмет във F: излъчените лъчи са успоредни и изображението се образува в безкрайност. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Фокус

Постави предмета във фокуса: излъчените лъчи са успоредни и изображението се образува в безкрайност.

Когато предметът седи точно във фокуса, пречупените лъчи напускат лещата успоредно — изображението се образува в безкрайност. Този граничен случай разделя действителните изображения (предмет извън F) от мнимите (предмет вътре във F). Настройката прави успоредните изходни лъчи лесни за проследяване на лъчевата диаграма.

• d_o = f → d_i → ∞
• Лъчите излизат успоредно

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

Докато предмет приближава фокусното разстояние на събираща леща отвъд него, какво става с разстоянието до изображението?

Предсказвания за преценка

• Разстоянието до изображението се свива към нула.
• Разстоянието до изображението стои приблизително постоянно.
• Разстоянието до изображението расте неограничено, дивергирайки към безкрайност точно когато предметът достига фокуса.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние до предмета d_o (cm)

Какво измерваш:

• Разстояние до изображението d_i (cm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката фокус и натисни Нулирай. Фокусното разстояние на лещата е фиксирано на 10 cm.
2. Включи показанието за разстояние до изображението.
3. Задай разстоянието до предмета за всеки опит (приближавайки фокусното разстояние отвъд него) и запиши разстоянието до изображението.

Управляващо уравнение

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

Когато разстоянието до предмета d_o приближава фокусното разстояние f, знаменателят (d_o − f) в d_i = d_o·f/(d_o − f) приближава нула, пращайки разстоянието до изображението към безкрайност — изображението „бяга“ към точка в безкрайност.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли d_i = d_o·f/(d_o − f) с f = 10 cm. Сравни с таблицата.
• Обясни, с уравнението на тънката леща, защо d_o − f, приближавайки нула (от положителната страна), праща d_i към положителна безкрайност.

Къде това се появява извън лабораторията

• Когато предметът седи точно във фокуса, лъчите, напускащи лещата, излизат перфектно успоредни — изображение „в безкрайност“. Обясни защо фар или прожектор поставя крушката си точно във фокуса на лещата (или огледалото).
• Точно тази постановка — източник във фокуса, произвеждащ успоредни изходни лъчи — се нарича колиматор, ползван за създаване на успоредни снопове за лабораторни уреди. Защо учените би трябвали сноп от перфектно успоредна светлина за определени експерименти?

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

1. Добре дошъл при фокуса
2. Избери предмета
3. Натисни Пусни
4. Лъчите излизат успоредно
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

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