원시 교정: 수렴 렌즈의 작용

1 · 예측

원시안을 위한 수렴 교정렌즈(여기서는 f = 33 cm)는 가까운 물체가 대신 눈의 (더 멀어진) 근점에 있는 것처럼 보이게 하기 위한 것입니다. 실제 물체가 렌즈 자체의 초점거리에 가까워질수록 상 거리는 어떻게 됩니까?

• 이미지 거리는 거의 일정하게 유지됩니다.
• 실제 물체 거리가 렌즈의 초점 거리에 가까워지면 허상 거리가 급격하게 변합니다.
• 이미지 거리가 0을 향해 줄어듭니다.

2 · 설정

1. hyperopia-corrected 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 교정 수렴 렌즈의 f = 33cm입니다.
2. 교정렌즈의 상 거리 표시를 활성화하세요.
3. 각 시행에 대해 실제(가까운) 물체 거리를 설정하고 교정 렌즈에 의해 형성된 가상 이미지 거리를 기록합니다.

3 · 데이터 수집

세 번의 시행에 대해 상 거리 d_i(y축)를 물체 거리 d_o(x축)에 대해 그래프로 그리세요. d_o가 33 cm에 가까워질수록 |d_i|가 급격히 커집니까?

4 · 분석

1. 한 번의 시행으로 f = 33cm를 사용하여 1/f = 1/d_o + 1/d_i에서 d_i를 계산합니다. 표와 비교해 보세요.
2. (여기 세 번의 시행 모두에서처럼) 물체 거리가 초점거리보다 훨씬 짧을 때, 렌즈가 먼 허상을 만들어 — 너무 가까운 물체를 원시안이 실제로 초점을 맞출 수 있는 위치로 "내보내는" 이유를 설명하세요.

5 · 확장

1. 각 시도에 대해 배율 m = −d_i/d_o를 계산합니다. 이러한 종류의 설정을 갖춘 돋보기 안경이 가상 이미지를 더 멀리 이동시키는 부작용으로 읽고 있는 내용의 겉보기 크기도 확대되는 이유를 설명하세요.
2. 이 렌즈의 f = 33cm는 약 100cm의 가까운 지점에 필요한 교정력과 거의 일치합니다(원시 실험 공식: P = 4 − 1 = 3D, 따라서 f = 1/3m ≒ 33cm). 동일한 렌즈를 두 가지 방식으로 설명하는지 확인하세요.

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