Optika

Lēcu veidotāja lēca (no rādiusiem)

Šīs lēcas fokālais attālums nāk no tās virsmu izliekumiem un stikla koeficienta: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

Lēcu veidotāja lēca (no rādiusiem) — interaktīva Optika simulācija. Šīs lēcas fokālais attālums nāk no tās virsmu izliekumiem un stikla koeficienta: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Lēcu veidotāja vienādojums

Šīs lēcas fokusa attālums nāk no tās virsmu izliekumiem un stikla koeficienta: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂).

Lēcu veidotāja formula 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) rāda, ka fokusa attālums izriet no izliekumiem un stikla koeficienta. Šis eksperiments būvē lēcu no nepārprotamiem rādiusiem, lai varētu pārbaudīt, kā stiprāks izliekums vai augstāka koeficienta stikls saīsina f.

• 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
• f no izliekumiem

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

Lēcas fokusa attālums nāk no tās stikla koeficienta un abu virsmu izliekuma. Vai vienas virsmas saplacināšana (lielāks izliekuma rādiuss) palielina vai samazina fokusa attālumu?

Prognozes, ko svērt

• Palielina — plakanāka virsma (lielāks rādiuss) liec gaismu mazāk stipri, dodot garāku fokusa attālumu.
• Plakanāka virsma samazina fokusa attālumu.
• Virsmas izliekums neietekmē fokusa attālumu, tikai stikla koeficients.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Pirmās virsmas rādiuss R₁ (cm)

Ko tu mēri:

• Fokusa attālums f (cm)

Kā izpēte norit

1. Atver lēcu veidotāja eksperimentu un nospied Atiestatīt. Šai lēcai ir koeficients n = 1.5, ar otrās virsmas rādiusu fiksētu R₂ = −20 cm.
2. Ieslēdz fokusa attāluma rādījumu.
3. Iestati pirmās virsmas izliekuma rādiusu katram mēģinājumam un ieraksti iegūto fokusa attālumu.

Noteicošais vienādojums

Lēcu veidotāja vienādojums — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)

Plānas lēcas fokusa attālums nāk tieši no tās stikla koeficienta un abu virsmu izliekumiem: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Tā lēcu projektētājs prognozē optisko uzvedību no fizikāliem ražošanas parametriem.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini f no 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) ar n = 1.5, R₂ = −20 cm. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, izmantojot lēcu veidotāja vienādojumu, kāpēc R₁ palielināšana (pirmās virsmas saplacināšana/mazāka izliekuma) palielina fokusa attālumu — plakanāka lēca liec gaismu mazāk.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Šai lēcai ir R₁ > 0 un R₂ < 0 — abas virsmas izspiežas uz āru (divizspieduma lēca), stiprākā izplatītā savācēja forma. Izskaidro, izmantojot lēcu veidotāja vienādojumu, kāpēc plakani-izspieduma lēcai (viena plakana puse, R = ∞) ir garāks fokusa attālums nekā divizspieduma lēcai no tā paša stikla un salīdzināma izliekuma.
• Briļļu lēcu ražotāji izvēlas virsmu izliekumus (ne tikai stikla koeficientu), lai sasniegtu izrakstīto fokusa attālumu, vienlaikus vadot svaru un malu biezumu. Izskaidro, kāpēc divi atšķirīgi (R₁, R₂) pāri varētu dot tieši to pašu fokusa attālumu, izmantojot lēcu veidotāja vienādojuma struktūru.

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

1. Sveicināts lēcu veidotāja eksperimentā
2. Atlasīts lēcu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Izliekums nosaka fokusa attālumu
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