광학

단순 확대경 (각배율)

초점면에서 수렴 렌즈는 편안한 눈에 평행 광선을 보냅니다. M = N/f(N = 25 cm).

단순 확대경 (각배율) — 인터랙티브 광학 시뮬레이션. 초점면에서 수렴 렌즈는 편안한 눈에 평행 광선을 보냅니다. M = N/f(N = 25 cm). 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.

각 확대율

물체가 초점면에 있을 때 수렴 렌즈는 편안한 눈에 평행 광선을 보냅니다. M = N/f(N = 25 cm).

편안한 눈으로 보려면 단초점 렌즈의 초점면에 물체를 배치하십시오. 나오는 광선은 평행하고 가상 이미지는 무한대에 있으며 N = 25 cm에 대한 각도 배율은 M = N/f입니다.

조사 개요

이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.

이완된 눈으로 사용하는 단순 돋보기는 물체가 렌즈의 초점에 정확히 놓여 있습니다. 초점거리가 더 짧은 렌즈는 각배율이 더 높습니까, 더 낮습니까?

초점 거리가 짧을수록 배율이 낮아집니다.
배율은 렌즈의 초점 거리에 의존하지 않습니다.
더 높음 - 초점 거리가 짧을수록 눈의 육안 근거리 지점이 허용하는 것보다 물체에 훨씬 더 가까이 다가갈 수 있어 겉보기 각도 크기가 더 커집니다.

설정하는 것:

측정하는 것:

“단순 돋보기(simple-magnifier)” 프리셋을 열고 초기화를 누르세요. 물체는 렌즈의 초점에 정확히 놓여 있습니다(이완된 눈으로 보기, 무한대에 허상).
각배율 표시를 활성화하세요.
각 시행에 대해 렌즈의 초점 거리를 설정하고 결과 각도 배율을 기록합니다.

단순 돋보기 각도 배율 — M = N/f

이완된 눈으로 사용하며 물체가 초점에 있는 돋보기는 각배율 M = N/f를 달성하며, 여기서 N = 25 cm는 표준 근점 거리입니다. 초점거리가 짧을수록 배율이 더 높습니다.

한 시행에 대해, 표준 근점 거리 N = 25 cm를 사용하여 M = N/f를 계산하세요. 표와 비교하세요.
더 짧은 초점 거리가 더 높은 배율을 제공하는 이유를 설명하십시오. 편안한 눈이 자신의 육안 근거리 지점이 허용하는 것보다 훨씬 더 가까운 곳에서 물체를 볼 수 있게 하여 물체가 훨씬 더 큰 각도에 맞도록 만듭니다.

매우 짧은 초점 거리 돋보기(높은 M 제공)는 작동 거리도 매우 짧아(물체가 렌즈에 거의 닿음) 특정 배율을 지나면 실용적이지 않습니다. 보석 세공인의 확대경과 간단한 손 돋보기가 약 10×–20×를 거의 초과하지 않는 이유를 설명하십시오.
단순 렌즈로 실질적으로 달성할 수 있는 것보다 훨씬 높은 배율을 위해, 광학 설계자는 복합 시스템(compound-microscope 실험처럼)으로 전환합니다. 극도로 짧은 초점거리의 렌즈 하나를 쓰는 대신, 적당한 배율의 두 단계를 연결하는 것이 왜 실용적인 해법인지 설명하세요.

대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.