Linssisuunnittelijan yhtälö: polttoväli kaarevuudesta

1 · Ennusta

Linnssin polttoväli tulee sen lasin indeksistä ja kahden pinnan kaarevuudesta. Kasvattaako vai pienentääkö toisen pinnan litistämminen (suurempi kaarevuussäde) polttoväliä?

• Kasvattaa – tasaisempi pinta (suurempi säde) taittaa valoa heikommin, antaen pidemmän polttovälin.
• Tasaisempi pinta pienentää polttoväliä.
• Pinnan kaarevuus ei vaikuta polttoväliin, vain lasin indeksi vaikuttaa.

2 · Kokoa

1. Avaa linssisuunnittelija-esiasetus ja paina Nollaa. Tällä linsillä on indeksi n = 1.5, ja sen toisen pinnan säde on kiinnitetty arvoon R₂ = −20 cm.
2. Ota käyttöön polttovälin lukema.
3. Aseta ensimmäisen pinnan kaarevuussäde jokaiselle suoritukselle ja kirjaa syntyvä polttoväli.

3 · Kerää data

Kuvaa polttoväli f (y-akseli) arvoa R₁ vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske f kaavasta 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) arvoilla n = 1.5, R₂ = −20 cm. Vertaa taulukkoon.
2. Selitä linssisuunnittelijan yhtälön avulla, miksi R₁:n kasvattaminen (ensimmäisen pinnan litistäminen/vähemmän kaarevaksi) kasvattaa polttoväliä – tasaisempi linssi taittaa valoa vähemmän.

5 · Laajenna

1. Tällä linsillä on R₁ > 0 ja R₂ < 0 – molemmat pinnat pullistuvat ulospäin (kaksipuolisen kupera linssi), vahvin yleinen kokoava muoto. Selitä linssisuunnittelijan yhtälön avulla, miksi tasokupera linnsi (yksi tasainen puoli, R = ∞) on pidempipolttovälinen kuin samaa lasia ja verrattavalla kaarevuudella oleva kaksipuolisen kupera linssi.
2. Silmälasilinssien valmistajat valitsevat pinnan kaarevuudet (eivät vain lasin indeksiä) saavuttaakseen määrätyn polttovälin halliten samalla painoa ja reunojen paksuutta. Selitä, miksi kaksi erilaista (R₁, R₂)-paria voisi antaa täsmälleen saman polttovälin käyttäen linssisuunnittelijan yhtälön rakennetta.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia