Òptica

Focus — raigs paral·lels

Objecte a F: els raigs que surten són paral·lels i la imatge es forma a l'infinit.

Focus — raigs paral·lels — simulació interactiva de Òptica. Objecte a F: els raigs que surten són paral·lels i la imatge es forma a l'infinit. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Focus

Posa l'objecte al punt focal: els raigs que surten són paral·lels i la imatge es forma a l'infinit.

Quan l'objecte seu exactament al punt focal, els raigs refractats deixen la lent paral·lels: la imatge es forma a l'infinit. Aquest cas límit separa les imatges reals (objecte fora de F) de les virtuals (objecte dins de F). El predefinit fa fàcil seguir els raigs de sortida paral·lels al diagrama de raigs.

• d_o = f → d_i → ∞
• Els raigs surten paral·lels

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

Quan un objecte s'acosta a la distància focal d'una lent convergent des de més enllà, què passa amb la distància de la imatge?

Prediccions a valorar

• La distància de la imatge s'encongeix cap a zero.
• La distància de la imatge es queda aproximadament constant.
• La distància de la imatge creix sense límit, divergint a l'infinit just quan l'objecte arriba al punt focal.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Distància de l'objecte d_o (cm)

El que tu mesures:

• Distància de la imatge d_i (cm)

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «El punt focal» i prem Restableix. La distància focal de la lent és fixa a 10 cm.
2. Activa la lectura de distància de la imatge.
3. Defineix la distància de l'objecte per a cada prova (acostant-te a la distància focal des de més enllà) i enregistra la distància de la imatge.

Equació governant

Equació de la lent prima a prop del punt focal — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Quan la distància d'objecte d_o s'acosta a la focal f, el denominador (d_o − f) de d_i = d_o·f/(d_o − f) s'acosta a zero, enviant la distància d'imatge a l'infinit: la imatge «s'escapoleix» a un punt a l'infinit.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula d_i = d_o·f/(d_o − f) amb f = 10 cm. Compara-ho amb la taula.
• Explica, amb l'equació de la lent prima, per què d_o − f acostant-se a zero (pel costat positiu) envia d_i cap a l'infinit positiu.

On apareix això més enllà del laboratori

• Quan l'objecte seu exactament al punt focal, els raigs que surten de la lent emergeixen perfectament paral·lels: una imatge «a l'infinit». Explica per què un far o un focus posa la bombeta exactament al punt focal de la lent (o mirall).
• Aquest muntatge exacte — una font al punt focal produint raigs de sortida paral·lels — s'anomena colimador, usat per crear feixos paral·lels per a instruments de laboratori. Per què els científics podrien necessitar un feix de llum perfectament paral·lel per a certs experiments?

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

1. Benvingut al Punt focal
2. Selecciona l'objecte
3. Prem Reprodueix
4. Els raigs surten paral·lels
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

L'equació de la lent prima