Òptica

Lupa (objecte dins de f)

Objecte dins de f: una imatge virtual, dreta i ampliada: la lupa simple.

Lupa (objecte dins de f) — simulació interactiva de Òptica. Objecte dins de f: una imatge virtual, dreta i ampliada: la lupa simple. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Lupa simple

Objecte dins de f: una imatge virtual, dreta i ampliada: la lupa simple.

Una lent convergent amb l'objecte més a prop que la distància focal no pot formar una imatge real; en lloc d'això els raigs divergeixen com si vinguessin d'una font virtual al mateix costat que l'objecte. L'ull interpreta aquestes prolongacions com una imatge dreta i ampliada: el principi de la lupa simple.

• M = N/f
• Imatge virtual i dreta

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

Un objecte seu més a prop d'una lent convergent que la seva distància focal. Forma la lent encara una imatge real, o una cosa diferent?

Prediccions a valorar

• Encara forma una imatge real, només més lluny.
• Forma una imatge virtual, dreta i ampliada al mateix costat que l'objecte: una lupa.
• No es forma cap imatge dins de la distància 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)
• Augment m

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Una lent com a lupa» i prem Restableix. La distància focal de la lent és fixa a 10 cm.
2. Activa les lectures de distància de la imatge i augment.
3. Defineix la distància de l'objecte per a cada prova (sempre menor que la distància focal) i enregistra la distància de la imatge i l'augment.

Equació governant

Augment de la imatge virtual — m = −dᵢ/dₒ

Quan un objecte seu dins de la distància focal d'una lent convergent, la distància d'imatge d_i surt negativa (virtual, mateix costat que l'objecte), i l'augment m = −d_i/d_o surt positiu i més gran que 1: una imatge dreta i ampliada, la base d'una lupa.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula d_i a partir de 1/f = 1/d_o + 1/d_i amb f = 10 cm, i després m = −d_i/d_o. Compara totes dues amb la taula.
• Cada prova dóna d_i negativa i m positiva més gran que 1. Explica què significa una distància d'imatge negativa (imatge virtual, mateix costat que l'objecte) i per què m és positiva aquí en lloc de negativa.

On apareix això més enllà del laboratori

• Les teves dades mostren que acostar l'objecte a la lent (d_o més petit, sempre per sota de f) augmenta l'augment. Explica per què una lupa subjecta molt a prop d'un objecte petit el mostra més gran que subjectar-la més lluny (però encara dins de f).
• Què passaria amb la imatge (i l'augment) si l'objecte es poses exactament a la distància focal, d_o = f? Compara-ho amb el resultat de l'experiment «El punt focal».

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

1. Benvingut a la Lupa
2. Selecciona l'objecte
3. Prem Reprodueix
4. augment angular
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