Optik
Myopie korrigiert
Eine Zerstreuungslinse (negative Brechkraft) verschiebt den Fernpunkt ins Unendliche, ferne Objekte werden scharf.
Myopie korrigiert — interaktive Optik-Simulation. Eine Zerstreuungslinse (negative Brechkraft) verschiebt den Fernpunkt ins Unendliche, ferne Objekte werden scharf. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Korrektur der Kurzsichtigkeit
Eine Zerstreuungslinse (negative Stärke) verschiebt den Fernpunkt ins Unendliche, und das ferne Objekt wird scharf.
Eine konkave (zerstreuende) Brillenlinse streut Strahlen, bevor sie ins Auge eintreten, und verschiebt die Brennebene für entfernte Objekte nach hinten auf die Netzhaut. Die Stärke wird so gewählt, dass der Fernpunkt ins Unendliche rückt — die Standardkorrektur für Kurzsichtigkeit.
- Zerstreuungslinse
- Fernpunkt → ∞
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.
Leitfrage
Die Zerstreuungslinse zur Korrektur eines kurzsichtigen Auges (hier f = −70 cm) soll entfernte Objekte scheinbar am Fernpunkt des Auges erscheinen lassen. Funktioniert das immer gleich, egal wie weit das eigentliche Objekt tatsächlich entfernt ist?
Vorhersagen zum Abwägen
- Innerhalb der Objektentfernungen, die dieser optische Aufbau tatsächlich erreichen kann, variiert die virtuelle Bildentfernung immer noch stark, wenn sich die wahre Objektentfernung ändert — sie hat sich noch nicht dem Fernpunkt genähert.
- Ja – für jedes ausreichend weit entfernte Objekt erzeugt die Zerstreuungslinse ein virtuelles Bild sehr nahe an ihrem eigenen Brennpunkt (in der Nähe des Fernpunkts), unabhängig von der genauen wahren Entfernung.
- Die Korrekturlinse verändert den effektiven Bildabstand überhaupt nicht.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Wahre Objektentfernung d_o (cm)
Was Sie messen:
- Bildabstand des Korrekturobjektivs d_i (cm)
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Myopie-korrigierte Preset und drücken Sie Zurücksetzen. Die korrigierende Zerstreuungslinse hat f = −70 cm und passt damit zum Fernpunkt dieses Auges.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungsanzeige der Korrekturlinse.
- Stellen Sie für jeden Versuch die wahre Objektentfernung ein (alle einigermaßen weit) und notieren Sie die virtuelle Bildentfernung, die durch die Korrekturlinse erzeugt wird.
Maßgebende Gleichung
Wie Korrekturlinsen Licht umlenken — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
Eine divergierende Korrekturlinse mit einem f gleich (dem Negativen) des Fernpunkts des Auges bildet ein WIRKLICH weit entferntes Objekt ab — viele Hunderte Zentimeter entfernt, weit über das hinaus, was eine Tischbank erreichen kann — am (oder sehr nahe am) Fernpunkt, genau wo das myopische Auge IMMER NOCH scharf stellen KANN. Näher daran zeigt, wie die eigenen Versuche dieses Arbeitsblatts zeigen, das Bild eine merkliche Verschiebung mit der Objektentfernung.
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 = −70 cm. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Ihre Tabelle zeigt, dass d_i auch bei der größten Objektentfernung, die diese Bank erreichen kann, immer noch erheblich verändert wird (d_o = 100 cm, d_i nur 58.8 % des Weges zu f = −70 cm). Erklären Sie mit 1/f = 1/d_o + 1/d_i, warum d_i eine d_o in vielen Hunderten von Zentimetern benötigt, bevor sie sich wirklich f nähert — diese Korrektur wird wirklich nur für Objekte viel weiter entfernt als diese Bank sie platzieren kann wirklich nahezu perfekt, nicht für jeden 'entfernten' Gegenstand.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Dies ist der eigentliche Mechanismus hinter Korrekturlinsen: Sie verändern nicht, was die Linse des Auges tut – sie verarbeiten das Licht vor, sodass das Auge das korrigierte Bild in einer Entfernung „sieht“, auf die es bereits fokussieren KANN. Erklären Sie, warum dies bedeutet, dass Korrekturlinsen MIT der Optik des Auges wirken, anstatt sie zu ersetzen.
- Vergleichen Sie das feste f = −70 cm dieses Experiments mit der Korrekturleistungsberechnung des Myopie-Experiments für Fernpunkt = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, also f = 1/P ≈ −70 cm). Stellen Sie sicher, dass es sich um dasselbe Objektiv handelt, das auf zwei unterschiedliche Arten beschrieben wird (Brennweite vs. Dioptrien).
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen bei der korrigierten Kurzsichtigkeit
- Korrekturlinse auswählen
- Abspielen drücken
- Korrektur mit Zerstreuungslinse
- Eigenschaften-Panel 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.