Optik
Einfache Lupe (winklig)
In der Brennebene sendet eine Sammellinse parallele Strahlen zu einem entspannten Auge; M = N/f (N = 25 cm).
Einfache Lupe (winklig) — interaktive Optik-Simulation. In der Brennebene sendet eine Sammellinse parallele Strahlen zu einem entspannten Auge; M = N/f (N = 25 cm). Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Winkelvergrößerung
Wenn sich das Objekt in der Brennebene befindet, sendet eine Sammellinse parallele Strahlen zu einem entspannten Auge; M = N/f (N = 25 cm).
Für eine entspannte Betrachtung platzieren Sie das Objekt in der Brennebene eines Objektivs mit kurzer Brennweite. Die austretenden Strahlen sind parallel, das virtuelle Bild liegt im Unendlichen und die Winkelvergrößerung beträgt M = N/f für N = 25 cm.
- M = N/f
- N = 25 cm
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
Bei einer einfachen Lupe, die man mit entspanntem Auge benutzt, liegt das Objekt genau im Brennpunkt der Linse. Ermöglicht ein Objektiv mit kürzerer Brennweite eine höhere oder geringere Winkelvergrößerung?
Vorhersagen zum Abwägen
- Eine kürzere Brennweite führt zu einer geringeren Vergrößerung.
- Die Vergrößerung hängt nicht von der Brennweite des Objektivs ab.
- Höher – eine kürzere Brennweite ermöglicht es Ihnen, viel näher an das Objekt heranzukommen, als es der Nahpunkt des Auges ohne Hilfsmittel zuließe, wodurch eine größere scheinbare Winkelgröße entsteht.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektivbrennweite f (cm)
Was Sie messen:
- Winkelvergrößerung M
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Preset für die einfache Lupe und drücken Sie „Zurücksetzen“. Das Objekt liegt genau im Brennpunkt des Objektivs (Betrachtung mit entspanntem Blick, virtuelles Bild im Unendlichen).
- Aktivieren Sie die Anzeige der Winkelvergrößerung.
- Stellen Sie die Brennweite des Objektivs für jeden Versuch ein und notieren Sie die resultierende Winkelvergrößerung.
Maßgebende Gleichung
Einfache Lupe, Winkelvergrößerung — M = N/f
Eine Lupe, die mit entspanntem Auge verwendet wird, wobei sich das Objekt im Brennpunkt befindet, erreicht eine Winkelvergrößerung M = N/f, wobei N = 25 cm der Standard-Nahpunktabstand ist. Eine kürzere Brennweite bedeutet eine höhere Vergrößerung.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch M = N/f mit dem Standard-Nahpunktabstand N = 25 cm. Vergleichen Sie mit der Tabelle.
- Erklären Sie, warum eine kürzere Brennweite zu einer höheren Vergrößerung führt: Dadurch kann das entspannte Auge das Objekt aus viel größerer Nähe betrachten, als es sein eigener Nahpunkt ohne Hilfsmittel jemals erlauben würde, wodurch das Objekt einen viel größeren Winkel abdeckt.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Lupen mit sehr kurzer Brennweite (die ein hohes M ergeben) haben auch sehr kurze Arbeitsabstände (das Objekt berührt fast die Linse), was ab einer bestimmten Vergrößerung unpraktisch wird. Erklären Sie, warum Juwelierlupen und einfache Handlupen selten einen Wert von etwa 10×–20× überschreiten.
- Für eine viel höhere Vergrößerung, als sie mit einer einfachen Linse praktisch erreicht werden kann, greifen Optikdesigner auf Verbundsysteme (wie das Verbundmikroskop-Experiment) um. Erklären Sie, warum die Verkettung zweier mittlerer Vergrößerungsstufen anstelle der Verwendung eines Objektivs mit extrem kurzer Brennweite die praktische Lösung ist.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen bei der einfachen Lupe
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Vergrößerung am Nahpunkt
- 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.