Jednoduchá lupa: úhlové zvětšení

1 · Predikuj

Jednoduchá lupa, používaná s uvolněným okem, má předmět umístěný přesně v ohnisku čočky. Dává čočka s kratší ohniskovou vzdáleností vyšší, nebo nižší úhlové zvětšení?

• Kratší ohnisková vzdálenost dává nižší zvětšení.
• Zvětšení na ohniskové vzdálenosti čočky nezávisí.
• Vyšší — kratší ohnisková vzdálenost ti dovolí dostat se k předmětu mnohem blíž, než by dovolil neozbrojený bližní bod oka, produkujíc větší zdánlivou úhlovou velikost.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu simple-magnifier a stiskni Resetovat. Předmět sedí přesně v ohnisku čočky (pozorování uvolněným okem, zdánlivý obraz v nekonečnu).
2. Zapni odečet úhlového zvětšení.
3. Nastav ohniskovou vzdálenost čočky pro každý pokus a zapiš výsledné úhlové zvětšení.

3 · Sbírej data

Vynes M (osa y) proti 1/f (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti M = N/f se standardní vzdáleností bližního bodu N = 25 cm. Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč kratší ohnisková vzdálenost dává vyšší zvětšení: dovolí uvolněnému oku pozorovat předmět mnohem blíž, než by jeho vlastní neozbrojený bližní bod kdy dovolil, takže předmět svírá mnohem větší úhel.

5 · Rozšiř

1. Lupy s velmi krátkou ohniskovou vzdáleností (vysoké M) mají taky velmi krátké pracovní vzdálenosti (předmět se čočky téměř dotýká), což se za určité zvětšení stane nepraktickým. Vysvětli, proč šperkařské lupy a jednoduché ruční zvětšovačky zřídka přesahují asi 10×–20×.
2. Pro mnohem vyšší zvětšení, než jakého dokáže jednoduchá čočka prakticky dosáhnout, přecházejí optičtí návrháři na složené soustavy (jako experiment compound-microscope). Vysvětli, proč řetězení dvou středně zvětšujících stupňů, místo použití jedné extrémně krátkoohniskové čočky, je praktické řešení.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky