اپتیک
عدسی سازندهٔ عدسی (از شعاعها)
طول کانونی این عدسی از انحنای سطوح و ضریب شیشهاش میآید: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).
عدسی سازندهٔ عدسی (از شعاعها) — شبیهسازی تعاملی اپتیک. طول کانونی این عدسی از انحنای سطوح و ضریب شیشهاش میآید: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
معادلهٔ سازندهٔ عدسی
طول کانونی این عدسی از انحنای سطوح و ضریب شیشهاش میآید: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).
فرمول سازندهٔ عدسی 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) نشان میدهد طول کانونی از انحناها و ضریب شیشه برمیخیزد. این پیشتنظیم عدسی را از شعاعهای صریح میسازد تا بیازمایید انحنای قویتر یا شیشهٔ ضریببالاتر چگونه f را کوتاه میکند.
- 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
- f از انحناها
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
فاصلهٔ کانونی عدسی از ضریب شیشهاش و انحنای دو سطحش میآید. صافترکردن یک سطح (شعاع انحنای بزرگتر) فاصلهٔ کانونی را زیاد یا کم میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- زیاد میکند — سطح صافتر (شعاع بزرگتر) نور را کمتر میشکند و فاصلهٔ کانونی بلندتری میدهد.
- سطح صافتر فاصلهٔ کانونی را کم میکند.
- انحنای سطح بر فاصلهٔ کانونی اثر ندارد، فقط ضریب شیشه دارد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- شعاع سطح اول R₁ (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- طول کانونی f (cm)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی lensmaker را باز کنید و Reset را بفشارید. این عدسی دارای ضریب n = 1.5 است و شعاع سطح دوم آن روی R₂ = −20 cm ثابت است.
- قرائت فاصلهٔ کانونی را فعال کنید.
- شعاع انحنای سطح اول را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ کانونی حاصل را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
معادلهٔ سازندهٔ عدسی — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
طول کانونی عدسی نازک مستقیماً از ضریب شیشه و انحنای هر دو سطح آن به دست میآید: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). طراح عدسی همینطور رفتار نوری را از پارامترهای فیزیکی ساخت پیشبینی میکند.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، f را از 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) با n = 1.5 و R₂ = −20 cm حساب کنید. با جدول مقایسه کنید.
- با معادلهٔ عدسیساز توضیح دهید چرا زیادکردن R₁ (صافتر/کمخمترکردن سطح اول) فاصلهٔ کانونی را زیاد میکند — عدسی صافتر نور را کمتر میشکند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- این عدسی R₁ > 0 و R₂ < 0 دارد — هر دو سطح به بیرون برجستهاند (عدسی دوکوژ)، قویترین شکل همگرای رایج. با معادلهٔ سازندهٔ عدسی توضیح دهید چرا عدسی تخت-محدب (یک سطح تخت، R = ∞) طول کانونی بلندتری از عدسی دوکوژِ همان شیشه با انحنای قابل مقایسه دارد.
- سازندگان عدسی عینک انحناهای سطح را (نه فقط ضریب شیشه) برای رسیدن به فاصلهٔ کانونی تجویزشده با کنترل وزن و ضخامت لبه برمیگزینند. توضیح دهید چرا دو زوج متفاوت (R₁، R₂) میتوانند دقیقاً همان فاصلهٔ کانونی را بدهند، با ساختار معادلهٔ عدسیساز.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به سازندهٔ عدسی خوش آمدید
- انتخاب عدسی
- Play را بفشارید
- انحنا طول کانونی را میسازد
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.