A lencsekészítő egyenlet: gyújtótávolság görbületből

1 · Jóslás

A lencse gyújtótávolsága az üveg törésmutatójából és két felszínének görbületéből jön. Egy felszín laposabbá tételével (nagyobb görbületi sugárral) nő vagy csökken a gyújtótávolság?

• Nő — a laposabb felszín (nagyobb sugár) kevésbé töri erősen a fényt, hosszabb gyújtótávolságot adva.
• A laposabb felszín csökkenti a gyújtótávolságot.
• A felszíni görbület nem befolyásolja a gyújtótávolságot, csak az üveg törésmutatója.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a lensmaker előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Ennek a lencsének törésmutatója n = 1.5, második felszínének sugara R₂ = −20 cm-re rögzített.
2. Engedélyezd a gyújtótávolság-kijelzőt.
3. Állítsd be az első felszín görbületi sugárát minden mérésnél, és rögzítsd az eredő gyújtótávolságot.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az f gyújtótávolságot (y-tengely) az R₁-gyel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az f-et az 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) n = 1.5, R₂ = −20 cm használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg a lencsekészítő egyenlettel, miért növeli az R₁ növelése (az első felszín laposabbá/kevésbé görbévé tétele) a gyújtótávolságot — a laposabb lencse kevésbé töri a fényt.

5 · Kiterjesztés

1. Ennek a lencsének R₁ > 0 és R₂ < 0 — mindkét felszín kifelé domborodik (két domború lencse), a legerősebb gyakori gyűjtő alak. Magyarázd meg a lencsekészítő egyenlettel, miért hosszabb gyújtótávolsága van egy síkdomború lencsének (egy lapos oldallal, R = ∞), mint azonos üvegből, hasonló görbületű két domború lencsének.
2. A szemüveglencse-gyártók a felszíni görbületeket választják meg (nem csak az üveg törésmutatóját), hogy előírt gyújtótávolságot érjenek el, közben szabályozva a súlyt és a peremvastagságot. Magyarázd meg a lencsekészítő egyenlet szerkezetével, miért adhat két különböző (R₁, R₂) pár pontosan ugyanazt a gyújtótávolságot.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap