Rozptylná čočka: vždy zdánlivý, vždy zmenšený
1 · Predikuj
Rozptylná čočka má zápornou ohniskovou vzdálenost. Vytvoří někdy skutečný, zvětšený obraz, jak to dokáže spojná čočka?
- Ne — rozptylná čočka vždy tvoří menší, vzpřímený zdánlivý obraz bez ohledu na vzdálenost předmětu.
- Tvoří skutečný obraz, když je předmět dost daleko.
- Vždy tvoří skutečný, zvětšený obraz.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu diverging-virtual 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.
3 · Sbírej data
| Vzdálenost předmětu d_o (cm) | Vzdálenost obrazu d_i (cm) | Zvětšení m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 30.00 | ||
| 40.00 |
Vynes zvětšení m (osa y) proti vzdálenosti předmětu d_o (osa x) pro své tři pokusy. Překročí m někdy 1?
4 · Analyzuj
- 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, proč bez ohledu na to, jak velké roste d_o, zůstává d_i záporné (zdánlivý) a m kladné menší než 1 pro rozptylnou čočku — na rozdíl od chování spojné čočky v experimentu converging-real.
5 · Rozšiř
- Dveřní kukátko používá rozptylnou čočku (nebo podobný širokoúhlý design) k zobrazení zmenšeného, širokého záběru toho, kdo je venku. Vysvětli, proč zmenšený obraz je přesně to, co bys pro účel kukátka chtěl.
- Jak d_o roste velmi velké (předmět velmi daleko), k čemu se d_i blíží? Porovnej s ohniskovou vzdáleností čočky a fyzikálně vysvětli, proč zdánlivý obraz rozptylné čočky se nikdy nemůže dostat za její vlastní ohnisko.
Fyzika za tímto experimentem
Zobrazení rozptylkou
Rozptylná čočka má zápornou ohniskovou vzdálenost. Dosazení f < 0 do 1/f = 1/d_o + 1/d_i vždy dává záporné d_i (zdánlivý) a 0 < m < 1 (zmenšený, vzpřímený) pro libovolnou kladnou vzdálenost předmětu.
Optika
- Spojná čočka: skutečné obrazy za 2f
- Ohnisko: kam obrazy utíkají do nekonečna
- Čočka jako lupa
- Duté zrcadlo: skutečné obrazy jako u spojné čočky
- Vypuklé zrcadlo: vždy zmenšený zdánlivý obraz
- Rovinné zrcadlo: zvláštní, invariantní případ
- Zdánlivá hloubka: proč bazén vypadá mělcí, než je
- Úplný odraz: mezní úhel
- Dvoučočkové relé: řetězení obrazů
- Mikroskop: dvě čočky pro vysoké zvětšení
- Fotografická zvětšovačka: dvě čočky pro skutečný, větší obraz
- Hranol láme světlo: úhel odchylky