A vékonylencse-képlet
A lencse úgy töri a fénysugarakat, hogy azok egy pontban újra találkozzanak, képet alkotva. Az, hogy hol jön létre a kép, attól függ, milyen messze van a tárgy a lencsétől, és milyen erősen töri a lencse a fényt — ezt a tulajdonságot gyújtótávolságnak hívjuk. A vékony lencse képlete ezeket a három távolságot köti össze, így bármely kettő ismeretében megtalálhatod a harmadikat.
A képlet
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ
- f — gyújtótávolság (m): milyen erősen töri a lencse a fényt — hol találkoznak a párhuzamos sugarak
- dₒ — tárgytávolság (m): milyen messze van a tárgy a lencsétől
- dᵢ — képtávolság (m): milyen messze jön létre a kép a lencsétől
Megoldott példa
Egy gyűjtőlencse gyújtótávolsága 10 cm. Egy tárgyat 30 cm-re helyeznek elé. Milyen messze a lencsétől jön létre a kép?
- f = 10 cm
- dₒ = 30 cm
- 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ
- 1/dᵢ = 1/10 cm − 1/30 cm = 1/15 cm
dᵢ = 15 cm
Teszteld magad
Ugyanazt a 10 cm gyújtótávolságú lencsét használva, ha a tárgyat 20 cm-re viszik, milyen messze a lencsétől jön létre a kép?
- 10 cm
- Helyes válasz: 20 cm
- 30 cm
Helyes! 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ = 1/10 cm − 1/20 cm = 1/20 cm, tehát dᵢ = 20 cm.
Az eredeti példára (dₒ = 30 cm, dᵢ = 15 cm) mekkora a nagyítás, és mit mond a képről?
- Helyes válasz: m = −0.5 — fordított állású és fele akkora
- m = 0.5 — álló és fele akkora
- m = −2 — fordított állású és kétszer akkora
Igen — m = −dᵢ/dₒ = −15 cm / 30 cm = −0.5, tehát a kép fejjel lefelé áll, és fele akkora, mint a tárgy magassága.
Hol találkozol vele
Egy éles képet vetítő projektor ez az egyenlet a falon: túl közel vagy túl messze, és a kép elmosódik, mert egy adott lencsénél és képernyőtávolságnál csak egyetlen tárgytávolság fókuszál. A saját szemed folyamatosan futtatja: a lencséje alakot vált, hogy bármire nézel is, az képe fókuszban maradjon a retinádon.
Gyakori hibák
Az első hiba a képtávolságot kizárólag a lencse tulajdonságaként kezelni — a tárggyal együtt mozog: 10 cm-es gyújtótávolsággal egy 30 cm-re lévő tárgy 15 cm-re képez, de csúsztasd 20 cm-re, és a kép 20 cm-re mozdul, a 1/dᵢ = 1/f − 1/dₒ szerint. A második hiba a nagyítás lazán olvasása: m = −dᵢ/dₒ = −15/30 = −0,5 két tényt hordoz egy számban — a mínusz azt mondja, a kép fordított állású, a 0,5 azt, hogy fele méretű.
Hogyan kapcsolódik
Egy lencse befogott törés: két görbült felület, mindegyik a Snell-törvény szerint hajlítja a sugarakat, olyan alakúra formálva, hogy minden hajlás összetartson — és hogy hol tartanak össze, azt ez az egyenlet jósolja meg. A tükörgyenlet, a következő lecke, kiderül, hogy azonos algebra, visszaverődéssel a törés helyén, a modul egyik kellemes meglepetése.
Próbáld ki az interaktív szimulációt
- Gyűjtőlencse — valós kép
- Gyújtópont — párhuzamos sugarak
- Nagyító (tárgy f-n belül)
- Szórólencse — képzetes kép
- Kétlencsés továbbító
- Összetett mikroszkóp (szögnagyítás)
- Kétlencsés nagyító
- Lencsekészítő lencse (sugárakból)
- Normál szem
- Rövidlátás (miópia)
- Korrigált rövidlátás
- Távollátás (hipermetrópia)
- Korrigált távollátás
- Egyszerű nagyító (szögletes)
- Csillagászati távcső
- Összetett mikroszkóp (szögnagyítás)