Optik
Lupe (Objekt innerhalb f)
Objekt innerhalb f: ein vergrößertes, aufrechtes, virtuelles Bild — die einfache Lupe.
Lupe (Objekt innerhalb f) — interaktive Optik-Simulation. Objekt innerhalb f: ein vergrößertes, aufrechtes, virtuelles Bild — die einfache Lupe. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Einfache Lupe
Objekt innerhalb f: ein vergrößertes, aufrechtes, virtuelles Bild — die einfache Lupe.
Eine Sammellinse, deren Objekt näher als die Brennweite ist, kann kein reelles Bild erzeugen; stattdessen divergieren Strahlen, als kämen sie von einer virtuellen Quelle auf derselben Seite wie das Objekt. Das Auge deutet diese Verlängerungen als aufrechtes, vergrößertes Bild — das Prinzip einer einfachen Lupe.
- M = N/f
- Virtuelles, aufrechtes Bild
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Ein Objekt befindet sich näher an einer Sammellinse als seine Brennweite. Erzeugt das Objektiv immer noch ein echtes Bild oder etwas anderes?
Vorhersagen zum Abwägen
- Es entsteht immer noch ein reales Bild, nur etwas weiter entfernt.
- Es erzeugt ein vergrößertes, aufrechtes virtuelles Bild auf derselben Seite wie das Objekt – eine Lupe.
- Innerhalb der Brennweite entsteht überhaupt kein Bild.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektabstand d_o (cm)
Was Sie messen:
- Bildabstand d_i (cm)
- Vergrößerung m
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Lupenvoreinstellung und drücken Sie Zurücksetzen. Die Brennweite des Objektivs ist auf 10 cm festgelegt.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungs- und Vergrößerungsanzeige.
- Stellen Sie für jeden Versuch den Objektabstand ein (immer kleiner als die Brennweite) und notieren Sie den Bildabstand und die Vergrößerung.
Maßgebende Gleichung
Virtuelle Bildvergrößerung — m = −dᵢ/dₒ
Wenn sich ein Objekt innerhalb der Brennweite einer Sammellinse befindet, ist der Bildabstand d_i negativ (virtuell, auf der gleichen Seite wie das Objekt) und die Vergrößerung m = −d_i/d_o ist positiv und größer als 1 – ein aufrechtes, vergrößertes Bild, die Basis einer Lupe.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch d_i aus 1/f = 1/d_o + 1/d_i mit f = 10 cm, dann m = −d_i/d_o. Vergleichen Sie beides mit der Tabelle.
- Jeder Versuch ergibt ein negatives d_i und ein positives m, die größer als 1 sind. Erklären Sie, was ein negativer Bildabstand bedeutet (virtuelles Bild, gleiche Seite wie das Objekt) und warum m hier positiv statt negativ ist.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Ihre Daten zeigen, dass eine Annäherung des Objekts an die Linse (kleinerer d_o, immer unter f) die Vergrößerung erhöht. Erklären Sie, warum eine Lupe, die sehr nah an ein kleines Objekt gehalten wird, dieses größer zeigt, als wenn man es weiter weg hält (aber immer noch innerhalb von f).
- Was würde mit dem Bild (und der Vergrößerung) passieren, wenn das Objekt genau in der Brennweite d_o = f platziert würde? Vergleichen Sie es mit dem Ergebnis des Schwerpunktexperiments.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen bei der Lupe
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Winkelvergrößerung
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.