Optiikka

Yksinkertainen suurennuslasi (kulmasuurennus)

Polttotasossaan kokoava linssi lähettää rinnakkaiset säteet levolle silmälle; M = N/f (N = 25 cm).

Yksinkertainen suurennuslasi (kulmasuurennus) – interaktiivinen Optiikka-simulaatio. Polttotasossaan kokoava linssi lähettää rinnakkaiset säteet levolle silmälle; M = N/f (N = 25 cm). Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.

Kulmasuurennus

Objektin ollessa polttotasolla kokoava linssi lähettää rinnakkaiset säteet levolle silmälle; M = N/f (N = 25 cm).

Levälle silmälle katselua varten sijoita objekti lyhytpolttovälisen linnssin polttotasolle. Poistuvat säteet ovat rinnakkaisia, näennäiskuva on äärettömyydessä ja kulmasuurennus on M = N/f arvolle N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

Tutkimustiivistelmä

Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista

Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.

Tutkimuskysymys

Yksinkertainen suurennuslasi, käytettynä levolla silmällä, pitää objektinsa täsmälleen linnssin polttopisteessä. Antaako lyhyempipolttovälinen linssi korkeamman vai matalamman kulmasuurennuksen?

Punniteltavat ennusteet

• Lyhyempi polttoväli antaa matalamman suurennuksen.
• Suurennus ei riipu linnssin polttovälistä.
• Korkeamman – lyhyempi polttoväli antaa sinun päästä paljon lähemmäs objektia kuin silmän avuton lähipiste sallisi, tuottaen suuremman näkyvän kulmakoon.

Muuttujien roolit

Mitä asetat:

• Linnssin polttoväli f (cm)

Mitä mittaat:

• Kulmasuurennus M

Miten tutkimus etenee

1. Avaa yksinkertainen suurennuslasi -esiasetus ja paina Nollaa. Objekti istuu täsmälleen linnssin polttopisteessä (levon silmän katselu, näennäiskuva äärettömyydessä).
2. Ota käyttöön kulmasuurennuksen lukema.
3. Aseta linnssin polttoväli jokaiselle suoritukselle ja kirjaa syntyvä kulmasuurennus.

Hallitseva yhtälö

Yksinkertaisen suurennuslasin kulmasuurennus — M = N/f

Levon silmän kanssa käytetty suurennuslasi, jonka objekti on polttopisteessä, saavuttaa kulmasuurennuksen M = N/f, jossa N = 25 cm on vakiolähipisteetäisyys. Lyhyempi polttoväli tarkoittaa korkeampaa suurennusta.

Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään

• Yhdelle suoritukselle laske M = N/f käyttäen vakiota lähipisteetäisyys N = 25 cm. Vertaa taulukkoon.
• Selitä, miksi lyhyempi polttoväli antaa korkeamman suurennuksen: se antaa levon silmän katsella objektia paljon lähempää kuin sen oma avuton lähipiste koskaan sallisi, tehden objektista suuremman kulmakoon.

Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella

• Hyvin lyhytpolttoväliset suurennuslasit (antavat korkean M:n) myös hyvin lyhyet työetäisyydet (objekti melkein koskettaa linssiä), mikä muuttuu epäkäytännölliseksi tietyn suurennuksen jälkeen. Selitä, miksi kultaseppien luupit ja yksinkertaiset käsusuurennukset harvoin ylittävät noin 10×–20×.
• Paljon suurempaan suurennukseen kuin yksinkertainen linssi voi käytännössä saavuttaa, optiset suunnittelijat siirtyvät yhdistelmäjärjestelmiin (kuten yhdistelmämikroskooppi-koe). Selitä, miksi kahden kohtuullisen suurennusvaiheen ketjuttaminen yhteen, yhden erittäin lyhytpolttovälisen linnssin sijaan, on käytännöllinen ratkaisu.

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

1. Tervetuloa yksinkertaiseen suurennuslasiin
2. Valitse objekti
3. Paina Toista
4. Lähipisteen suurennus
5. Avaa Ominaisuudet-paneeli
6. Onnistuit!

Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.

Avaa interaktiivinen laboratorio →

Lataa työarkki →

Ohuen linnssin yhtälö