光学
磨鏡者レンズ（由半径确定）
このレンズの焦点距離は、その表面曲率とガラスの屈折率から得られる：1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)。
磨鏡者レンズ（由半径确定） — インタラクティブな光学シミュレーション。このレンズの焦点距離は、その表面曲率とガラスの屈折率から得られる：1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)。 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。
レンズメーカーの公式
このレンズの焦点距離は曲面半径とガラスの屈折率から決まります：1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)。
レンズメーカーの公式 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) は焦点距離が曲率とガラスの屈折率から生じることを示します。このプリセットは明示的な半径からレンズを構築し、より強い曲率や高屈折率のガラスがfをどう短くするか試せます。
- 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
- 曲率からfを求める
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
レンズの焦点距離はガラスの屈折率と2つの面の曲率から決まります。片面を平ら（曲率半径を大きく）すると、焦点距離は増えるでしょうか、減るでしょうか？
検討する予測
- 増える — 平らな面（大きい半径）は光を弱く曲げ、焦点距離を長くします。
- 平らな面は焦点距離を短くします。
- 焦点距離は曲率でなくガラスの屈折率だけで決まります。
可変的な役割
設定するもの：
- 第一面の半径 R₁ (cm)
測定するもの：
- 焦点距離 f (cm)
実験の進め方
- lensmaker プリセットを開いて Reset を押します。屈折率 n = 1.5、第二面の半径 R₂ = −20 cm は固定です。
- 焦点距離の読み出しを有効にします。
- 各試行で第一面の曲率半径を設定し、得られた焦点距離を記録します。
支配方程式
レンズメーカーの公式 — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
薄レンズの焦点距離は屈折率と両面の曲率から 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) で決まります。
印刷用ワークシートで生徒が求めるもの
- 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) に n = 1.5、R₂ = −20 cm を代入して f を計算し、表と比較します。
- レンズメーカーの公式を用い、R₁ を大きくして第一面を平らにすると光の曲がりが弱くなり、焦点距離が増える理由を説明します。
実験以外での活用
- R₁ > 0、R₂ < 0 なので両面が外へ膨らむ両凸レンズです。同じガラスで曲率が同程度なら、片面が平らな平凸レンズの方が焦点距離が長い理由を公式で説明します。
- 眼鏡レンズでは、重量や縁の厚さを調整しつつ所定の焦点距離を得るため、屈折率だけでなく面の曲率を選びます。異なる (R₁, R₂) の組が同じ焦点距離を与えられる理由を説明します。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- レンズメーカーの公式へようこそ
- レンズを選択
- 再生
- 曲率が焦点距離を決める
- 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。