Optik

Samlende linse — virkeligt billede

Objekt uden for f: et virkeligt, omvendt billede dannes på den anden side (m = −dᵢ/dₒ).

Samlende linse — virkeligt billede — interaktiv Optik-simulation. Objekt uden for f: et virkeligt, omvendt billede dannes på den anden side (m = −dᵢ/dₒ). Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Afbildning med tynd linse

Objekt uden for f: et virkeligt, omvendt billede dannes på den anden side (m = −dᵢ/dₒ).

Tyndlinseligningen 1/f = 1/d_o + 1/d_i placerer billedet. Når d_o > f, er billedafstanden positiv, så stråler konvergerer til et virkeligt billede på den anden side. Det negative forstørrelsestegn markerer vendingen. Denne forudstilling placerer objektet uden for f, så billedet er skarpt og på den optiske bænks skala.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

En genstand står uden for en samlende linses brændvidde. Når du flytter den længere væk fra linsen, flytter det virkelige billede, der dannes på den anden side, sig så tættere på linsen eller længere væk?

Forudsigelser at afveje

• Tættere på linsen — en genstand længere væk danner sit billede tættere på brændpunktet.
• Længere væk fra linsen.
• Billedafstanden afhænger ikke af genstandsafstanden.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Genstandsafstand d_o (cm)

Det, du måler:

• Billedafstand d_i (cm)
• Forstørrelse m

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen converging-real, og tryk på Nulstil. Linsens brændvidde er fastsat til 10 cm.
2. Slå aflæsningerne af billedafstand og forstørrelse til.
3. Indstil genstandsafstanden for hver måling, og registrér billedafstanden og forstørrelsen.

Styrende ligning

Tyndlinseligningen — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

For en tynd linse hænger genstandsafstand, billedafstand og brændvidde sammen via 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Denne ene ligning dækker både samlende og spredende linser ved brug af fortegnede afstande.

Lineær forstørrelse — m = −dᵢ/dₒ

Billedets størrelse i forhold til genstanden er m = −d_i/d_o. En negativ m betyder et omvendt billede; |m| > 1 betyder, at billedet er forstørret.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling d_i ud fra 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 10 cm og derefter m = −d_i/d_o. Sammenlign begge med tabellen.
• Forklar ved hjælp af tyndlinseligningen, hvorfor det at flytte genstanden længere væk fra linsen (forøge d_o) får billedafstanden til at krympe hen mod brændvidden.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Hver måling giver en negativ forstørrelse. Forklar, hvad en negativ m fysisk betyder for billedets orientering i forhold til genstanden.
• Et kameraobjektiv danner et virkeligt billede på sensoren for enhver genstand uden for brændvidden. Forklar ud fra dine data, hvorfor fotografering af noget meget fjernt (d_o ≫ f) altid placerer billedet meget tæt på brændpunktsplanen.

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

1. Tættere på eller længere væk?
2. Flyt objektet længere væk
3. Indfang billedet
4. Åbn dataene
5. Forklar din evidens

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Tyndlinseligningen