光学
遠視矯正
凸レンズ(正のパワー)は読書距離を見える範囲内に引き込み、近くの物体が焦点に合う。
遠視矯正 — インタラクティブな光学シミュレーション。凸レンズ(正のパワー)は読書距離を見える範囲内に引き込み、近くの物体が焦点に合う。 ブラウザで使える無料の仮想物理実験室。SI 単位のライブ測定とガイド付きチュートリアルを備えています。
遠視の矯正
収束レンズ(正の度数)は読書距離を実用範囲に近づけ、近くの物体が焦点に入ります。
凸型の矯正レンズが近くの作業に必要な追加の収束力を供給し、像を前方の網膜上に引き寄せます。老眼鏡は患者の近点距離に合わせた正の度数を使います。
- 収束レンズ
- 近点が範囲内に
捜査概要
ラボを開く前に質問を計画する
このブリーフは事前レンダリングされたページを反映しています。探究の問い、競合する予測、変数の役割、支配する法則、設定、分析と発展の問いを、この順序で表示します。
運転に関する質問
遠視の目の収束補正レンズ(ここでは f = 33 cm)は、近くの物体を目の(遠くへ押し出された)近点にあるように見せる。実物体がレンズ自身の焦点距離へ近づくと、像距離はどうなるか?
検討する予測
- 像距離はおよそ一定に保たれる。
- 大きさが急速に増える — 実物体距離がレンズの焦点距離に近づくと、虚像距離は大きく変化する。
- 像距離はゼロへ近づく。
可変的な役割
設定するもの:
- 実物体距離 d_o (cm)
測定するもの:
- 補正レンズの像距離 d_i (cm)
実験の進め方
- hyperopia-corrected プリセットを開き、「リセット」を押す。収束補正レンズは f = 33 cm である。
- 補正レンズの像距離表示を有効にする。
- 各試行の実際の(近い)物体距離を設定し、補正レンズが作る虚像距離を記録する。
支配方程式
読書用眼鏡のレンズの働き — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
収束補正レンズは、目のぼやける近点範囲内にある近い物体から、より遠い虚像(目の実際の近点またはその外側)を作る。遠視の目はその像に焦点を合わせられる。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 1回の試行について、f = 33 cm を用いて 1/f = 1/d_o + 1/d_i から d_i を計算する。表と比較する。
- ここでの三つの試行のように物体距離が焦点距離より十分小さいと、レンズが遠い虚像を形成する理由を説明する。近すぎる物体を、遠視の目が実際に焦点を合わせられる場所へ「外側に」移す。
実験以外での活用
- 各試行について倍率 m = −d_i/d_o を計算する。このような設定の読書用眼鏡が、虚像をさらに遠くへ移す副作用として、読んでいるものの見かけの大きさも拡大する理由を説明する。
- このレンズの f = 33 cm は、近点が約 100 cm の場合に必要な補正度数とおよそ一致する(hyperopia 実験の式で確認:P = 4 − 1 = 3 D、したがって f = 1/3 m ≈ 33 cm)。これらが同じレンズを二通りに説明していることを確認する。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 遠視の矯正へようこそ
- 矯正レンズを選択
- 再生
- 収束レンズによる矯正
- インスペクターを開く
- 完了です!
インタラクティブなシミュレーションを開いてシーンを構築し、再生ボタンを押し、リアルタイム測定とガイド付きチュートリアルで探索しましょう。