Ο απλός μεγεθυντικός φακός: Γωνιακή μεγέθυνση

1 · Πρόβλεψε

Απλός μεγεθυντικός φακός, χρησιμοποιούμενος με χαλαρό μάτι, έχει το αντικείμενό του τοποθετημένο ακριβώς στο εστιακό σημείο φακού. Δίνει φακός μικρότερης εστιακής απόστασης υψηλότερη ή χαμηλότερη γωνιακή μεγέθυνση;

• Μικρότερη εστιακή απόσταση δίνει χαμηλότερη μεγέθυνση.
• Η μεγέθυνση δεν εξαρτάται από την εστιακή απόσταση φακού.
• Υψηλότερη — μικρότερη εστιακή απόσταση σου επιτρέπει να πλησιάσεις πολύ πιο κοντά στο αντικείμενο από ό,τι θα επέτρεπε το αβοήθητο εγγύς σημείο ματιού, παράγοντας μεγαλύτερο φαινόμενο γωνιακό μέγεθος.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή simple-magnifier και πάτησε Επαναφορά. Το αντικείμενο κάθεται ακριβώς στο εστιακό σημείο φακού (προβολή χαλαρού ματιού, φαινομενική εικόνα στο άπειρο).
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη γωνιακής μεγέθυνσης.
3. Ρύθμισε την εστιακή απόσταση φακού για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την προκύπτουσα γωνιακή μεγέθυνση.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε το M (άξονας y) έναντι του 1/f (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε M = N/f χρησιμοποιώντας την τυπική απόσταση εγγύς σημείου N = 25 cm. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί μικρότερη εστιακή απόσταση δίνει υψηλότερη μεγέθυνση: σου επιτρέπει να δεις το αντικείμενο από πολύ πιο κοντά από ό,τι θα επέτρεπε ποτέ το δικό του αβοήθητο εγγύς σημείο, κάνοντας το αντικείμενο να υποτείνει πολύ μεγαλύτερη γωνία.

5 · Επέκταση

1. Μεγεθυντές πολύ μικρής εστιακής απόστασης (δίνοντας υψηλό M) έχουν επίσης πολύ μικρές αποστάσεις εργασίας (το αντικείμενο σχεδόν αγγίζει τον φακό), που γίνεται ανέφικτο πέρα από ορισμένη μεγέθυνση. Εξήγησε γιατί οι λούπες κοσμηματοπωλών και οι απλοί μεγεθυντές χεριού σπάνια υπερβαίνουν περίπου 10×–20×.
2. Για πολύ υψηλότερη μεγέθυνση από ό,τι μπορεί πρακτικά να επιτύχει απλός φακός, οι οπτικοί σχεδιαστές στρέφονται σε σύνθετα συστήματα (όπως το πείραμα compound-microscope). Εξήγησε γιατί η αλυσίδωση δύο σταδίων μέτριας μεγέθυνσης μαζί, αντί για χρήση ενός εξαιρετικά μικρής-εστιακής-απόστασης φακού, είναι η πρακτική λύση.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής