Optika

Sutraukiantis lęšis — realus atvaizdas

Daiktas toliau nei f: kitoje pusėje susidaro realus, apverstas atvaizdas (m = −dᵢ/dₒ).

Sutraukiantis lęšis — realus atvaizdas — interaktyvi Optika simuliacija. Daiktas toliau nei f: kitoje pusėje susidaro realus, apverstas atvaizdas (m = −dᵢ/dₒ). Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Plonojo lęšio atvaizdavimas

Daiktas toliau nei f: kitoje pusėje susidaro realus, apverstas atvaizdas (m = −dᵢ/dₒ).

Plonojo lęšio lygtis 1/f = 1/d_o + 1/d_i randa atvaizdo vietą. Kai d_o > f, atvaizdo atstumas teigiamas, tad spinduliai susitinka realiam atvaizde kitoje pusėje. Neigiamas didinimo ženklas žymi apvertimą. Šis eksperimentas stato daiktą už f, kad atvaizdas būtų aštrus optinio suolo masteliu.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Daiktas sėdi už sutraukiančiojo lęšio židinio nuotolio. Jį tolindamas nuo lęšio, ar kitoje pusėje susidarantis realus atvaizdas artėja prie lęšio ar tolsta?

Svarstytini spėjimai

• Arčiau lęšio — tolimesnis daiktas formuoja savo atvaizdą arčiau židinio taško.
• Toliau nuo lęšio.
• Atvaizdo atstumas nepriklauso nuo daikto atstumo.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Daikto atstumas d_o (cm)

Ką tu matauji:

• Atvaizdo atstumas d_i (cm)
• Didinimas m

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Sutraukiantis lęšis“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Lęšio židinio nuotolis fiksuotas 10 cm.
2. Įjunk atvaizdo atstumo ir didinimo rodmenis.
3. Nustatyk daikto atstumą kiekvienam bandymui ir užsirašyk atvaizdo atstumą bei didinimą.

Valdančioji lygtis

Plonojo lęšio lygtis — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Plonajam lęšiui daikto atstumas, atvaizdo atstumas ir židinio nuotolis siejasi per 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Ši viena lygtis apima ir sutraukiančius, ir išskaidančius lęšius, naudodama ženklintus atstumus.

Skersinis didinimas — m = −dᵢ/dₒ

Atvaizdo dydis, palyginus su daiktu, yra m = −d_i/d_o. Neigiamas m reiškia apverstą atvaizdą; |m| > 1 reiškia, kad atvaizdas padidintas.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok d_i iš 1/f = 1/d_o + 1/d_i naudodamas f = 10 cm, tada m = −d_i/d_o. Palygink abu su lentele.
• Paaiškink, naudodamas plonojo lęšio lygtį, kodėl daikto tolginimas nuo lęšio (didinant d_o) traukia atvaizdo atstumą link židinio nuotolio.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Kiekvienas bandymas duoda neigiamą didinimą. Paaiškink, ką neigiamas m reiškia fiziškai atvaizdo orientacijai, lyginant su daiktu.
• Fotoaparato lęšis formuoja realų atvaizdą ant jutiklio bet kokiam daiktui už židinio nuotolio. Paaiškink, naudodamas savo duomenis, kodėl fotografuojant ką nors labai toli (d_o ≫ f) visada stato atvaizdą labai arti židinio plokštumos.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Arčiau ar toliau?
2. Nutolk daiktą toliau
3. Užfiksuok atvaizdą
4. Atidaryk duomenis
5. Paaiškink savo įrodymus

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Plonojo lęšio lygtis