Οπτική

Μεγεθυντικός φακός (αντικείμενο εντός f)

Αντικείμενο εντός f: μεγενθυμένη, όρθια, φανταστική εικόνα — ο απλός μεγεθυντικός φακός.

Μεγεθυντικός φακός (αντικείμενο εντός f) — διαδραστική προσομοίωση Οπτική. Αντικείμενο εντός f: μεγενθυμένη, όρθια, φανταστική εικόνα — ο απλός μεγεθυντικός φακός. Δωρεάν εικονικό εργαστήριο φυσικής στον φυλλομετρητή με ζωντανές μετρήσεις σε μονάδες SI και καθοδηγούμενο μάθημα.

Απλός μεγεθυντικός φακός

Αντικείμενο μέσα στο f: μεγεθυμένη, όρθια, φαινομενική εικόνα — ο απλός μεγεθυντικός φακός.

Συγκεντρωτικός φακός με αντικείμενο πιο κοντά από την εστιακή απόσταση δεν μπορεί να σχηματίσει πραγματική εικόνα· αντίθετα οι ακτίνες αποκλίνουν σαν να προέρχονται από φαινομενική πηγή στην ίδια πλευρά με το αντικείμενο. Το μάτι ερμηνεύει αυτές τις προεκτάσεις ως όρθια, μεγεθυμένη εικόνα — η αρχή του απλού μεγεθυντικού φακού και της λούπας.

• M = N/f
• Φαινομενική όρθια εικόνα

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

Ένα αντικείμενο κάθεται πιο κοντά σε συγκεντρωτικό φακό από την εστιακή του απόσταση. Σχηματίζει ακόμη ο φακός πραγματική εικόνα, ή κάτι διαφορετικό;

Προβλέψεις προς σταθμίσει

• Εξακολουθεί να σχηματίζει πραγματική εικόνα, απλώς πιο μακριά.
• Σχηματίζει μεγεθυμένη, όρθια φαινομενική εικόνα στην ίδια πλευρά με το αντικείμενο — μεγεθυντικός φακός.
• Καμία εικόνα δεν σχηματίζεται καθόλου μέσα στην εστιακή απόσταση.

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 magnifier 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 (πάντα μικρότερη από την εστιακή απόσταση) και κατέγραψε την απόσταση εικόνας και τη μεγέθυνση.

Κυρίαρχη εξίσωση

Μεγέθυνση φαινομενικής εικόνας — m = −dᵢ/dₒ

Όταν αντικείμενο κάθεται μέσα στην εστιακή απόσταση συγκεντρωτικού φακού, η απόσταση εικόνας d_i βγαίνει αρνητική (φαινομενική, ίδια πλευρά με το αντικείμενο), και η μεγέθυνση m = −d_i/d_o βγαίνει θετική και μεγαλύτερη του 1 — όρθια, μεγεθυμένη εικόνα, η βάση του μεγεθυντικού φακού.

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.
• Κάθε δοκιμή δίνει αρνητικό d_i και θετική m μεγαλύτερη του 1. Εξήγησε τι σημαίνει αρνητική απόσταση εικόνας (φαινομενική εικόνα, ίδια πλευρά με το αντικείμενο) και γιατί η m είναι θετική εδώ αντί αρνητική.

Πού εμφανίζεται αυτό πέρα από το εργαστήριο

• Τα δεδομένα σου δείχνουν ότι η μετακίνηση του αντικειμένου πιο κοντά στον φακό (μικρότερο d_o, πάντα κάτω από f) αυξάνει τη μεγέθυνση. Εξήγησε γιατί μεγεθυντικός φακός κρατημένος πολύ κοντά σε μικρό αντικείμενο το δείχνει μεγαλύτερο από το να τον κρατήσεις πιο μακριά (αλλά ακόμη μέσα στο f).
• Τι θα γινόταν με την εικόνα (και τη μεγέθυνση) αν το αντικείμενο τοποθετούνταν ακριβώς στην εστιακή απόσταση, d_o = f; Σύγκρινε με το αποτέλεσμα του πειράματος focal-point.

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

1. Καλώς όρισες στον Μεγεθυντικό φακό
2. Επίλεξε το αντικείμενο
3. Πάτησε Αναπαραγωγή
4. Γωνιακή μεγέθυνση
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