El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- Obre el predefinit «El punt focal» i prem Restableix. La distància focal de la lent és fixa a 10 cm.
- Activa la lectura de distància de la imatge.
- 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.
3 · Recull dades
| Distància de l'objecte d_o (cm) | Distància de la imatge d_i (cm) |
|---|---|
| 11.00 | |
| 12.00 | |
| 15.00 |
Representa la distància d'imatge d_i (eix y) contra la distància d'objecte d_o (eix x) per a les tres proves. Dispara cap amunt quan d_o s'acosta a 10 cm?
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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?
La física al darrere d'aquest experiment
Equació de la lent prima a prop del punt focal
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
- Un prisma desvia la llum: angle de desviació
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles