Optika
Sbírková čočka — skutečný obraz
Předmět za f: na druhé straně vzniká skutečný převrácený obraz (m = −dᵢ/dₒ).
Sbírková čočka — skutečný obraz — interaktivní simulace Optika. Předmět za f: na druhé straně vzniká skutečný převrácený obraz (m = −dᵢ/dₒ). Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Zobrazení tenkou čočkou
Předmět za f: na druhé straně vzniká skutečný převrácený obraz (m = −dᵢ/dₒ).
Rovnice tenké čočky 1/f = 1/d_o + 1/d_i určuje polohu obrazu. Když d_o > f, je vzdálenost obrazu kladná, takže paprsky se sbíhají ke skutečnému obrazu na druhé straně. Záporné znaménko zvětšení označuje převrácení. Tato předvolba umísťuje předmět za f, takže obraz je ostrý a na škále optické lavice.
- 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- m = −d_i/d_o
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Předmět sedí za ohniskovou vzdáleností spojné čočky. Když ho od čočky vzdálíš, přibližuje se skutečný obraz na druhé straně k čočce, nebo se vzdaluje?
Predikce k zvážení
- Blíž k čočce — vzdálenější předmět tvoří svůj obraz blíže ohnisku.
- Dál od čočky.
- Vzdálenost obrazu na vzdálenosti předmětu nezávisí.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Vzdálenost předmětu d_o (cm)
Co měříš:
- Vzdálenost obrazu d_i (cm)
- Zvětšení m
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu converging-real a stiskni Resetovat. Ohnisková vzdálenost čočky je pevně 10 cm.
- Zapni odečty vzdálenosti obrazu a zvětšení.
- Nastav vzdálenost předmětu pro každý pokus a zapiš vzdálenost obrazu a zvětšení.
Řídící rovnice
Vzorec tenké čočky — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
Pro tenkou čočku se vzdálenost předmětu, vzdálenost obrazu a ohnisková vzdálenost váží přes 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Tato jediná rovnice pokrývá spojné i rozptylné čočky se znaménkovými vzdálenostmi.
Lineární zvětšení — m = −dᵢ/dₒ
Velikost obrazu vzhledem k předmětu je m = −d_i/d_o. Záporné m znamená převrácený obraz; |m| > 1 znamená, že obraz je zvětšený.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = 10 cm, pak m = −d_i/d_o. Porovnej obě s tabulkou.
- Vysvětli pomocí rovnice tenké čočky, proč vzdálení předmětu od čočky (zvětšení d_o) zmenšuje vzdálenost obrazu směrem k ohniskové vzdálenosti.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Každý pokus dává záporné zvětšení. Vysvětli, co záporné m fyzikálně znamená pro orientaci obrazu vzhledem k předmětu.
- Objektiv fotoaparátu tvoří skutečný obraz na senzoru pro jakýkoli předmět za ohniskem. Vysvětli pomocí svých dat, proč fotografování něčeho velmi vzdáleného (d_o ≫ f) vždy umísťuje obraz velmi blízko ohniskové roviny.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Blíž, nebo dál?
- Přesuň předmět dál
- Zachyť obraz
- Otevři data
- Vysvětli svá data
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →