Òptica

Lupa simple (angular)

Al pla focal, una lent convergent envia raigs paral·lels a un ull relaxat; M = N/f (N = 25 cm).

Lupa simple (angular) — simulació interactiva de Òptica. Al pla focal, una lent convergent envia raigs paral·lels a un ull relaxat; M = N/f (N = 25 cm). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

augment angular

Amb l'objecte al pla focal, una lent convergent envia raigs paral·lels a un ull relaxat; M = N/f (N = 25 cm).

Per a una observació amb l'ull relaxat, situa l'objecte al pla focal d'una lent de focal curta. Els raigs que surten són paral·lels, la imatge virtual és a l'infinit, i l'augment angular és M = N/f amb N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

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

Una lupa simple, usada amb ull relaxat, té l'objecte posat exactament al punt focal de la lent. Dóna una lent de focal més curta un augment angular més alt o més baix?

Prediccions a valorar

• Una focal més curta dóna menys augment.
• L'augment no depèn de la focal de la lent.
• Més alt: una focal més curta et deixa acostar-te molt més a l'objecte del que permetria el punt proper de l'ull sense ajuda, produint una mida angular aparent més gran.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Focal de la lent f (cm)

El que tu mesures:

• Augment angular M

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «La lupa simple» i prem Restableix. L'objecte seu exactament al punt focal de la lent (observació amb ull relaxat, imatge virtual a l'infinit).
2. Activa la lectura d'augment angular.
3. Defineix la focal de la lent per a cada prova i enregistra l'augment angular resultant.

Equació governant

Augment angular de la lupa simple — M = N/f

Una lupa usada amb ull relaxat i el seu objecte al punt focal aconsegueix augment angular M = N/f, on N = 25 cm és la distància estàndard de punt proper. Focal més curta significa més augment.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula M = N/f amb la distància estàndard de punt proper N = 25 cm. Compara-ho amb la taula.
• Explica per què una focal més curta dóna més augment: deixa l'ull relaxat veure l'objecte des de molt més a prop del que el seu punt proper sense ajuda mai permetria, fent que l'objecte subtendi un angle molt més gran.

On apareix això més enllà del laboratori

• Les lupes de focal molt curta (M alt) també tenen distàncies de treball molt curtes (l'objecte gairebé toca la lent), cosa que es fa inviable passat cert augment. Explica per què les lupes de joier i les lupes de mà rarament superen uns 10×–20×.
• Per a augment molt més alt del que una lent simple pot aconseguir pràcticament, els dissenyadors òptics passen a sistemes compostos (com l'experiment «El microscopi compost»). Explica per què encadenar dues etapes d'augment moderat, en lloc d'usar una sola lent de focal extremadament curta, és la solució pràctica.

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

1. Benvingut a la Lupa simple
2. Selecciona l'objecte
3. Prem Reprodueix
4. Augment al punt proper
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