Οπτική

Αποσπειρτικός φακός — φαινομενική εικόνα

Ένας αποκλίνων φακός δημιουργεί πάντα μειωμένη, όρθια, φανταστική εικόνα.

Αποσπειρτικός φακός — φαινομενική εικόνα — διαδραστική προσομοίωση Οπτική. Ένας αποκλίνων φακός δημιουργεί πάντα μειωμένη, όρθια, φανταστική εικόνα. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Αποσπειρτικός φακός

Αποσπειρτικός φακός πάντα παράγει μειωμένη, όρθια, φαινομενική εικόνα.

Οι αποσπειρτικοί φακοί (και οι κυρτοί καθρέφτες) απλώνουν τις ακτίνες σαν να προέρχονται από εστιακό σημείο πίσω από το στοιχείο. Κάθε απόσταση αντικειμένου δίνει φαινομενική, όρθια, μικρότερη εικόνα. Τα γυαλιά για μυωπία το εκμεταλλεύονται αυτό για να σπρώξουν το άπω σημείο προς τα έξω.

• Πάντα φαινομενική εικόνα
• m < 1 όρθια

Σύνοψη έρευνας

Σχεδίασε την ερώτηση πριν ανοίξεις το εργαστήριο

Η σύνοψη κατοπτρίζει την προαποτυπωμένη σελίδα: η βασική ερώτηση, οι αντικρουόμενες προβλέψεις, οι ρόλοι των μεταβλητών, οι κύριοι νόμοι, η διάταξη, η ανάλυση και οι προεκτάσεις παραμένουν ορατά και με αυτή τη σειρά.

Βασική ερώτηση

Αποσπειρτικός φακός έχει αρνητική εστιακή απόσταση. Σχηματίζει ποτέ πραγματική, μεγεθυμένη εικόνα, όπως μπορεί συγκεντρωτικός φακός;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Όχι — αποσπειρτικός φακός πάντα σχηματίζει μικρότερη, όρθια φαινομενική εικόνα, ό,τι κι αν είναι η απόσταση αντικειμένου.
• Σχηματίζει πραγματική εικόνα όταν το αντικείμενο είναι αρκετά μακριά.
• Πάντα σχηματίζει πραγματική, μεγεθυμένη εικόνα.

Ρόλοι μεταβλητών

Τι ρυθμίζεις:

• Απόσταση αντικειμένου d_o (cm)

Τι μετράς:

• Απόσταση εικόνας d_i (cm)
• Μεγέθυνση m

Πώς εκτελείται η έρευνα

1. Άνοιξε την προεπιλογή diverging-virtual και πάτησε Επαναφορά. Η εστιακή απόσταση του φακού είναι σταθερή στα −10 cm.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις απόστασης εικόνας και μεγέθυνσης.
3. Ρύθμισε την απόσταση αντικειμένου για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την απόσταση εικόνας και τη μεγέθυνση.

Κυρίαρχη εξίσωση

Απεικόνιση αποσπειρτικού φακού — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Αποσπειρτικός φακός έχει αρνητική εστιακή απόσταση. Η αντικατάσταση f < 0 στο 1/f = 1/d_o + 1/d_i πάντα δίνει αρνητικό d_i (φαινομενικό) και 0 < m < 1 (μειωμένο, όρθιο) για οποιαδήποτε θετική απόσταση αντικειμένου.

Τι ζητά να επεξεργαστούν οι μαθητές το εκτυπώσιμο φύλλο εργασίας

• Για μία δοκιμή, υπολόγισε d_i από 1/f = 1/d_o + 1/d_i χρησιμοποιώντας f = −10 cm, μετά m = −d_i/d_o. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
• Εξήγησε γιατί, ό,τι κι αν γίνει μεγάλο το d_o, το d_i μένει αρνητικό (φαινομενικό) και η m μένει θετική και μικρότερη του 1 για αποσπειρτικό φακό — σε αντίθεση με τη συμπεριφορά συγκεντρωτικού φακού στο πείραμα converging-real.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Ματιέλα πόρτας χρησιμοποιεί αποσπειρτικό φακό (ή παρόμοιο ευρυγώνιο σχεδιασμό) για να δείξει μειωμένη, ευρεία εικόνα οπτικού πεδίου όποιου βρίσκεται έξω. Εξήγησε γιατί μειωμένη εικόνα είναι ακριβώς ό,τι θα ήθελες για τον σκοπό ματιέλας.
• Καθώς το d_o μεγαλώνει πολύ (αντικείμενο πολύ μακριά), σε τι πλησιάζει το d_i; Σύγκρινέ το με την εστιακή απόσταση του φακού, και εξήγησε φυσικά γιατί η φαινομενική εικόνα αποσπειρτικού φακού δεν μπορεί ποτέ να μετακινηθεί πέρα από το δικό του εστιακό σημείο.

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

1. Καλώς όρισες στον Αποσπειρτικό φακό
2. Επίλεξε το αντικείμενο
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Πάντα φαινομενική
5. Άνοιξε το πάνελ Ιδιότητες
6. Το κατάφερες!

Άνοιξε τη διαδραστική προσομοίωση για να χτίσεις τη σκηνή, πάτησε Αναπαραγωγή και εξερεύνησε με ζωντανές μετρήσεις και καθοδηγούμενο μάθημα.

Άνοιγμα Διαδραστικού Εργαστηρίου →

Λήψη φύλλου εργασίας →

Η εξίσωση λεπτού φακού