Optik

Simpel lupe (vinkelforstørrelse)

I brændpunktsplanen sender en samlende linse parallelle stråler til et afslappet øje; M = N/f (N = 25 cm).

Simpel lupe (vinkelforstørrelse) — interaktiv Optik-simulation. I brændpunktsplanen sender en samlende linse parallelle stråler til et afslappet øje; M = N/f (N = 25 cm). Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

vinkelforstørrelse

Med genstanden i brændplanen sender en samlende linse parallelle stråler til et afslappet øje; M = N/f (N = 25 cm).

Til betragtning med afslappet øje placeres genstanden i brændplanen af en linse med kort brændvidde. De udgående stråler er parallelle, det virtuelle billede ligger i uendelig afstand, og vinkelforstørrelsen er M = N/f for N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

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 enkel lup, brugt med et afslappet øje, har sin genstand placeret præcis i linsens brændpunkt. Giver en linse med kortere brændvidde en højere eller lavere vinkelforstørrelse?

Forudsigelser at afveje

• En kortere brændvidde giver lavere forstørrelse.
• Forstørrelsen afhænger ikke af linsens brændvidde.
• Højere — en kortere brændvidde lader dig komme meget tættere på genstanden, end øjets blotte nærpunkt ville tillade, hvilket giver en større tilsyneladende vinkelstørrelse.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Linsens brændvidde f (cm)

Det, du måler:

• Vinkelforstørrelse M

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen simple-magnifier, og tryk på Nulstil. Genstanden står præcis i linsens brændpunkt (betragtning med afslappet øje, virtuelt billede i det uendelige).
2. Slå aflæsningen af vinkelforstørrelse til.
3. Indstil linsens brændvidde for hver måling, og registrér den resulterende vinkelforstørrelse.

Styrende ligning

Vinkelforstørrelse med lupe — M = N/f

En lup brugt med et afslappet øje og genstanden i brændpunktet opnår vinkelforstørrelsen M = N/f, hvor N = 25 cm er standardnærpunktafstanden. Kortere brændvidde betyder højere forstørrelse.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling M = N/f med standardnærpunktafstanden N = 25 cm. Sammenlign med tabellen.
• Forklar, hvorfor en kortere brændvidde giver højere forstørrelse: Den lader det afslappede øje betragte genstanden meget tættere på, end dets eget blotte nærpunkt nogensinde ville tillade, så genstanden udspænder en meget større vinkel.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Luper med meget kort brændvidde (som giver høj M) har også meget korte arbejdsafstande (genstanden rører næsten linsen), hvilket bliver upraktisk over en vis forstørrelse. Forklar, hvorfor juvelørluper og enkle håndluper sjældent overstiger omkring 10×–20×.
• Til meget højere forstørrelse, end en enkelt linse praktisk kan opnå, skifter optiske konstruktører til sammensatte systemer (som i compound-microscope-eksperimentet). Forklar, hvorfor det at kæde to moderat forstørrende trin sammen, frem for at bruge én ekstremt kortbrændviddet linse, er den praktiske løsning.

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

1. Velkommen til Simpelt forstørrelsesglas
2. Vælg genstanden
3. Tryk på Afspil
4. Forstørrelse ved nærpunkt
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

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