Optika

Fokuss — paralēli stari

Priekšmets punktā F: izejošie stari ir paralēli un tēls veidojas bezgalībā.

Fokuss — paralēli stari — interaktīva Optika simulācija. Priekšmets punktā F: izejošie stari ir paralēli un tēls veidojas bezgalībā. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Fokuss

Novieto priekšmetu fokusā: izejošie stari ir paralēli, un tēls veidojas bezgalībā.

Kad priekšmets sēž tieši fokusā, lauztie stari atstāj lēcu paralēli — tēls veidojas bezgalībā. Šis robežgadījums šķir reālos tēlus (priekšmets ārpus F) no virtulālajiem (priekšmets iekšpus F). Eksperiments padara paralēlos izejas starus viegli izsekojamus staru diagrammā.

• d_o = f → d_i → ∞
• Stari iziet paralēli

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Priekšmetam tuvojoties savācējlēcas fokusa attālumam no ārupuses, kas notiek ar tēla attālumu?

Prognozes, ko svērt

• Tēla attālums sarūk pret nulli.
• Tēla attālums paliek aptuveni nemainīgs.
• Tēla attālums aug bez robežām, diverģējot uz bezgalību tieši tajā brīdī, kad priekšmets sasniedz fokusus.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Priekšmeta attālums d_o (cm)

Ko tu mēri:

• Tēla attālums d_i (cm)

Kā izpēte norit

1. Atver fokusa eksperimentu un nospied Atiestatīt. Lēcas fokusa attālums ir fiksēts 10 cm.
2. Ieslēdz tēla attāluma rādījumu.
3. Iestati priekšmeta attālumu katram mēģinājumam (tuvojoties fokusa attālumam no ārupuses) un ieraksti tēla attālumu.

Noteicošais vienādojums

Plānās lēcas vienādojums pie fokusa — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Priekšmeta attālumam d_o tuvojoties fokusa attālumam f, saucējs (d_o − f) formulā d_i = d_o·f/(d_o − f) tuvojas nullei, sūtot tēla attālumu uz bezgalību — tēls „aizbēg” uz punktu bezgalībā.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini d_i = d_o·f/(d_o − f) ar f = 10 cm. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, izmantojot plānās lēcas vienādojumu, kāpēc d_o − f tuvošanās nullei (no pozitīvās puses) sūta d_i pret pozitīvu bezgalību.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Kad priekšmets sēž tieši fokusā, stari, kas atstāj lēcu, iznāk perfekti paralēli — tēls „bezgalībā”. Izskaidro, kāpēc bāka vai prožektors novieto savu spuldzi tieši lēcas (vai spoguļa) fokusā.
• Šis tiešais iestatījums — avots fokusā, radot paralēlus izejas starus — tiek saukts par kolimatoru, ko izmanto paralēlu starojumu radīšanai laboratorijas instrumentiem. Kāpēc zinātniekiem varētu vajadzēt perfekti paralēlas gaismas starojumu noteiktiem eksperimentiem?

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

1. Sveicināts fokusa eksperimentā
2. Atlasīts priekšmetu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Stari iziet paralēli
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Plānās lēcas vienādojums