Оптика

Леща по уравнението на лещопроизводителя (от радиуси)

Фокусното разстояние на тази леща идва от извивките на повърхностите ѝ и показателя на стъклото: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

Леща по уравнението на лещопроизводителя (от радиуси) — интерактивна симулация Оптика. Фокусното разстояние на тази леща идва от извивките на повърхностите ѝ и показателя на стъклото: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Уравнение на лещопроизводителя

Фокусното разстояние на тази леща идва от извивките на повърхностите ѝ и показателя на стъклото: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

Формулата на лещопроизводителя 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) показва, че фокусното разстояние идва от извивките и показателя на стъклото. Тази настройка изгражда леща от явни радиуси, за да тестваш как по-силна извивка или по-висок показател съкращават f.

• 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
• f от извивките

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

Фокусното разстояние на леща идва от показателя на стъклото ѝ и извивката на двете ѝ повърхности. Увеличава ли или намалява изравняването на една повърхност (по-голям радиус на извивка) фокусното разстояние?

Предсказвания за преценка

• Увеличава — по-плоската повърхност (по-голям радиус) изкривява светлината по-слабо, давайки по-дълго фокусно разстояние.
• По-плоска повърхност намалява фокусното разстояние.
• Извивката на повърхността не влияе на фокусното разстояние, само показателя на стъклото.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Радиус на първата повърхност R₁ (cm)

Какво измерваш:

• Фокусно разстояние f (cm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката лещопроизводител и натисни Нулирай. Тази леща има показател n = 1.5, с радиус на втората повърхност, фиксиран на R₂ = −20 cm.
2. Включи показанието за фокусно разстояние.
3. Задай радиуса на извивка на първата повърхност за всеки опит и запиши получения фокусно разстояние.

Управляващо уравнение

Уравнение на лещопроизводителя — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)

Фокусното разстояние на тънка леща идва директно от показателя на стъклото ѝ и двете извивки на повърхностите: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Така лещов проектировчик предсказва оптичното поведение от физически производствени параметри.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли f от 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) с n = 1.5, R₂ = −20 cm. Сравни с таблицата.
• Обясни, с уравнението на лещопроизводителя, защо нарастването на R₁ (изравняване на първата повърхност/по-малка извивка) увеличава фокусното разстояние — по-плоската леща изкривява светлината по-слабо.

Къде това се появява извън лабораторията

• Тази леща има R₁ > 0 и R₂ < 0 — и двете повърхности се издуват навън (двуизпъкнала леща), най-силната честа събираща форма. Обясни, с уравнението на лещопроизводителя, защо плоско-изпъкнала леща (една плоска страна, R = ∞) има по-дълго фокусно разстояние от двуизпъкнала леща със същото стъкло и сравнима извивка.
• Производителите на очилни лещи избират извивки на повърхностите (не само показател на стъклото), за да постигнат предписано фокусно разстояние, контролирайки тегло и дебелина на ръба. Обясни защо две различни двойки (R₁, R₂) биха могли да дадат точно същото фокусно разстояние, ползвайки структурата на уравнението на лещопроизводителя.

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

1. Добре дошъл при лещопроизводителя
2. Избери лещата
3. Натисни Пусни
4. Извивката задава фокусното разстояние
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