Koreguota trumparegystė: kaip iš tikrųjų veikia išskaidantysis lęšis
1 · Spėk
Trumparegės akies išskaidantysis korekcinis lęšis (f = −70 cm čia) skirtas padaryti tolimus daiktus atrodančius akies tolįjame taške vietoj to. Ar tai veikia taip pat, kad ir kiek toli iš tikrųjų yra faktinis daiktas?
- Šio stalo iš tikrųjų pasiekiamuose objekto atstumuose, virtualinis vaizdo atstumas vis dar žymiai skiriasi, kai tikrasis objekto atstumas keičiasi — jis dar nepasistabilizavo šalia toliųjų taško.
- Taip — bet kuriam pakankamai tolimam daiktui išskaidantysis lęšis formuoja tariamą atvaizdą labai arti savo paties židinio taško (arti tolimojo taško), nepriklausomai nuo tikrojo atstumo.
- Korekcinis lęšis visai nekeičia efektyviojo atvaizdo atstumo.
2 · Paruošk
- Atidaryk „Koreguota trumparegystė“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Korekcinis išskaidantysis lęšis turi f = −70 cm, atitinkantį šios akies tolųjį tašką.
- Įjunk korekcinio lęšio atvaizdo atstumo rodmuo.
- Nustatyk tikrąjį daikto atstumą kiekvienam bandymui (visi prieinamai toli) ir užsirašyk korekcinio lęšio suformuotą tariamojo atvaizdo atstumą.
3 · Rink duomenis
| Tikrasis daikto atstumas d_o (cm) | Korekcinio lęšio atvaizdo atstumas d_i (cm) |
|---|---|
| 30.00 | |
| 60.00 | |
| 100.00 |
Braišyk atvaizdo atstumą d_i (y ašis) prieš daikto atstumą d_o (x ašis) savo trims bandymams. Ar d_i lenkia link lęšio židinio nuotolio (−70 cm, akies tolimojo taško)? Kiek arti jis priartėja per rėžą, kurį leidžia suolas?
4 · Analizuok
- Vienam bandymui apskaičiuok d_i iš 1/f = 1/d_o + 1/d_i naudodamas f = −70 cm. Palygink su lentele.
- Jūsų lentelė rodo d_i, vis dar žymiai keičiasi net ir prie didžiausio objekto atstumo, kurį gali pasiekti šis stalas (d_o = 100 cm, d_i tik 58,8% kelyje į f = −70 cm). Naudodami 1/f = 1/d_o + 1/d_i, paaiškinkite, kodėl d_i reikalingas d_o šimtų centimetrų ribose, prieš jis iš tikrųjų priartėja prie f — šis pataisymas iš tikrųjų tampa beveik tobulas tik daiktams, kurie yra daug toliau nuo šio stalo, nei šis stalas gali juos nustatyti.
5 · Išplėsk
- Tai yra faktinis korekcinių lęšių mechanizmas: jie nekeičia to, ką daro akies pačios lęšis — jie iš anksto apdoroja šviesą, kad akis „mato“ pataisytą atvaizdą atstume, kuriuo ji JAU gali fokusuoti. Paaiškink, kodėl tai reiškia, kad korekciniai lęšiai dirba KARTU su akies pačia optika, o ne pakeičia ją.
- Palygink šio eksperimento fiksuotą f = −70 cm su „Trumparegystė“ eksperimento korekcinės galios skaičiavimu toliausiajam taškui = 70 cm (P = −100/70 ≈ −1.43 D, tad f = 1/P ≈ −70 cm). Patvirtink, kad tai yra tas pats lęšis, apibūdintas dviem būdais (židinio nuotolis ir dioptrijos).
Fizika už šio eksperimento
Kaip korekciniai lęšiai perkreipia šviesą
Išskaidantysis korekcinis lęšis, kurio f lygus (neigiamajam) akies tolimajam taškui, atvaizduoja TIKRAI tolimą objektą — nutolusį šimtus centimetrų, gerokai už tai, ką pasiekia stalo suolas — ties (arba labai arti) to tolimojo taško, tiksliai ten, kur trumparegė akis vis dar GALI jį sufokusuoti. Arčiau to, kaip rodo patys šio darbo lapo bandymai, atvaizdas vis dar pastebimai juda keičiantis objekto atstumu.
Optika
- Sutraukiantis lęšis: realūs atvaizdai už 2f
- Židinio taškas: kur atvaizdai pabėga į begalybę
- Lęšis kaip didinamasis stiklas
- Išskaidantysis lęšis: visada tariamas, visada sumažintas
- Įgaubtas veidrodis: realūs atvaizdai kaip sutraukiančiojo lęšio
- Išgaubtas veidrodis: visada sumažintas tariamas atvaizdas
- Plokščias veidrodis: specialus, invariantinis atvejis
- Regimasis gylis: kodėl baseinas atrodo sekesnis nei yra
- Visiškasis vidinis atspindys: ribinis kampas
- Dviejų lęšių relė: atvaizdų grandininimas
- Sudėtinis mikroskopas: du lęšiai dideliam didinimui
- Fotografinis didintuvas: du lęšiai realiam, didesniam atvaizdui