Optika

Korigovaná krátkozrakost

Rozptylná čočka (záporná optická mohutnost) posouvá daleký bod do nekonečna a vzdálený předmět ostře zaostří.

Korigovaná krátkozrakost — interaktivní simulace Optika. Rozptylná čočka (záporná optická mohutnost) posouvá daleký bod do nekonečna a vzdálený předmět ostře zaostří. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.

Korekce krátkozrakosti

Rozptylná čočka (záporná mohutnost) posouvá daleký bod do nekonečna a vzdálený předmět ostře zaostří.

Dutá (rozptylná) brýlová čočka rozbíhá paprsky dřív, než vstoupí do oka, a posouvá ohniskovou rovinu dozadu na sítnici pro vzdálené předměty. Mohutnost se volí tak, aby daleký bod přešel do nekonečna — standardní korekce krátkozrakosti.

• Rozptylná čočka
• Daleký bod → ∞

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

Rozptylná korekční čočka krátkozrakého oka (tady f = −70 cm) má za úkol nechat vzdálené předměty vypadat, jako by byly na dalekém bodu oka. Funguje to stejně bez ohledu na to, jak daleko je skutečný předmět doopravdy?

Predikce k zvážení

• V rámci vzdáleností objektu, kterou tato lavice může skutečně dosáhnout, je vzdálenost virtuálního obrazu stále velmi proměnlivá, když se skutečná vzdálenost objektu mění — dosud se neutěsnila poblíž dalekého bodu.
• Ano — pro jakýkoli dostatečně vzdálený předmět tvoří rozptylná čočka zdánlivý obraz velmi blízko svého vlastního ohniska (poblíž dalekého bodu) bez ohledu na přesnou skutečnou vzdálenost.
• Korekční čočka efektivní vzdálenost obrazu vůbec nemění.

Role proměnných

Co nastavuješ:

• Skutečná vzdálenost předmětu d_o (cm)

Co měříš:

• Vzdálenost obrazu korekční čočky d_i (cm)

Jak zkoumání probíhá

1. Otevři předvolbu myopia-corrected a stiskni Resetovat. Korekční rozptylná čočka má f = −70 cm, odpovídající dalekému bodu tohoto oka.
2. Zapni odečet vzdálenosti obrazu korekční čočky.
3. Nastav skutečnou vzdálenost předmětu pro každý pokus (vše rozumně daleko) a zapiš vzdálenost zdánlivého obrazu tvořeného korekční čočkou.

Řídící rovnice

Jak korekční čočky přeposílají světlo — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Rozptylná korekční čočka s f rovným záporné hodnotě dalekého bodu oka zobrazuje SKUTEČNĚ vzdálený objekt — mnoho stovek cm daleko, daleko za možnostmi této lavice — na (nebo velmi blízko) tohoto dalekého bodu, přesně tam, kde krátkozraké oko ještě dokáže zaostřit. Bliže než to obraz, jak ukazují vlastní pokusy tohoto pracovního listu, se stále výrazně posouvá se vzdáleností objektu.

Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat

• Pro jeden pokus spočti d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = −70 cm. Porovnej s tabulkou.
• Tvá tabulka ukazuje, že se d_i stále podstatně mění i při největší vzdálenosti objektu, které tato lavice dosáhne (d_o = 100 cm, d_i jen 58.8 % cesty k f = −70 cm). Pomocí 1/f = 1/d_o + 1/d_i vysvětli, proč d_i potřebuje d_o v mnoha stovkách cm, než se skutečně přiblíží k f — tato korekce se stává téměř dokonalou opravdu jen pro objekty mnohem vzdálenější, než je tato lavice umí umístit, ne pro každý „vzdálený“ objekt.

Kde se to objevuje mimo laboratoř

• Tohle je skutečný mechanismus korekčních čoček: nemění to, co dělá vlastní čočka oka — předzpracovávají světlo, aby oko „vidělo“ korigovaný obraz ve vzdálenosti, na kterou UŽ dokáže zaostřit. Vysvětli, proč to znamená, že korekční čočky pracují S optikou oka, místo aby ji nahrazovaly.
• Porovnj pevné f = −70 cm tohoto experimentu s výpočtem korekční mohutnosti experimentu myopia pro daleký bod = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, takže f = 1/P ≈ −70 cm). Potvrď, že jde o tutéž čočku popsanou dvěma způsoby (ohnisková vzdálenost vs. dioptrie).

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

1. Vítej v Korekci krátkozrakosti
2. Vyber korekční čočku
3. Stiskni Spustit
4. Rozptylná korekce
5. Otevři panel Vlastnosti
6. Povedlo se!

Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.

Otevřít interaktivní laboratoř →

Stáhnout pracovní list →

Vzorec tenké čočky