Čočka jako lupa
1 · Predikuj
Předmět sedí blíž ke spojné čočce než její ohnisková vzdálenost. Tvoří čočka pořád skutečný obraz, nebo něco jiného?
- Pořád tvoří skutečný obraz, jen dál.
- Tvoří zvětšený, vzpřímený zdánlivý obraz na straně předmětu — lupa.
- Uvnitř ohniskové vzdálenosti se netvoří žádný obraz.
2 · Sestavení
- Otevři předvolbu magnifier a stiskni Resetovat. Ohnisková vzdálenost čočky je pevně 10 cm.
- Zapni odečty vzdálenosti obrazu a zvětšení.
- Nastav vzdálenost předmětu pro každý pokus (vždy méně než ohnisková vzdálenost) a zapiš vzdálenost obrazu a zvětšení.
3 · Sbírej data
| Vzdálenost předmětu d_o (cm) | Vzdálenost obrazu d_i (cm) | Zvětšení m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Vynes zvětšení m (osa y) proti vzdálenosti předmětu d_o (osa x) pro své tři pokusy. Roste m, jak se d_o smršťuje k nule?
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.
- Každý pokus dává záporné d_i a kladné m větší než 1. Vysvětli, co záporná vzdálenost obrazu znamená (zdánlivý obraz, stejná strana jako předmět) a proč m je tady kladné místo záporného.
5 · Rozšiř
- Tvá data ukazují, že přiblížení předmětu k čočce (menší d_o, vždy pod f) zvětšuje zvětšení. Vysvětli, proč lupa držená velmi blízko malého předmětu ho ukazuje většího než držení dál (ale pořád uvnitř f).
- Co by se stalo s obrazem (a zvětšením), kdyby předmět byl umístěn přesně na ohniskové vzdálenosti, d_o = f? Porovnej s výsledkem experimentu focal-point.
Fyzika za tímto experimentem
Zvětšení virtuálního obrazu
Když předmět sedí uvnitř ohniskové vzdálenosti spojné čočky, vzdálenost obrazu d_i vyjde záporná (zdánlivý, stejná strana jako předmět) a zvětšení m = −d_i/d_o vyjde kladné a větší než 1 — vzpřímený, zvětšený obraz, základ lupy.
Optika
- Spojná čočka: skutečné obrazy za 2f
- Ohnisko: kam obrazy utíkají do nekonečna
- Rozptylná čočka: vždy zdánlivý, vždy zmenšený
- 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