Optikk

Enkelt forstørrelsesglass (vinkel)

I fokalplanet sender en samlende linse parallelle stråler til et avslappet øye; M = N/f (N = 25 cm).

Enkelt forstørrelsesglass (vinkel) — interaktiv Optikk-simulering. I fokalplanet sender en samlende linse parallelle stråler til et avslappet øye; M = N/f (N = 25 cm). Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Vinkelforstørrelse

Med objektet i fokalplanet sender en samlende linse parallelle stråler til et avslappet øye; M = N/f (N = 25 cm).

For visning med avslappet øye plasseres objektet i fokalplanet til en linse med kort brennvidde. De utgående strålene er parallelle, det virtuelle bildet ligger i uendelig, og vinkelforstørrelsen er M = N/f for N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Et enkelt forstørrelsesglass, brukt med et avslappet øye, har objektet plassert nøyaktig i linsens brennpunkt. Gir en linse med kortere brennvidde en høyere eller lavere vinkelforstørrelse?

Prediksjoner å veie

• En kortere brennvidde gir lavere forstørrelse.
• Forstørrelsen avhenger ikke av linsens brennvidde.
• Høyere — en kortere brennvidde lar deg komme mye nærmere objektet enn øyets uhjulpne nærpunkt ville tillatt, noe som gir en større tilsynelatende vinkelstørrelse.

Variabelroller

Hva du setter:

• Linse brennvidde f (cm)

Hva du måler:

• Vinkelforstørrelse M

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne enkelt-forstørrelsesglass-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Objektet ligger nøyaktig i linsens brennpunkt (avslappet øye-visning, virtuelt bilde i uendelig).
2. Aktiver vinkelforstørrelse-avlesningen.
3. Sett linsens brennvidde for hvert forsøk og registrer den resulterende vinkelforstørrelsen.

Styrende likning

Enkelt forstørrelsesglass vinkelforstørrelse — M = N/f

Et forstørrelsesglass brukt med et avslappet øye og objektet i brennpunktet oppnår vinkelforstørrelse M = N/f, der N = 25 cm er standard nærpunktsavstand. Kortere brennvidde betyr høyere forstørrelse.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn M = N/f med standard nærpunktsavstand N = 25 cm. Sammenlign med tabellen.
• Forklar hvorfor en kortere brennvidde gir høyere forstørrelse: den lar det avslappede øyet se objektet fra mye nærmere enn dets eget uhjulpne nærpunkt noensinne ville tillate, noe som får objektet til å spenne over en mye større vinkel.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Forstørrelsesglass med svært kort brennvidde (som gir høy M) har også svært kort arbeidsavstand (objektet nesten berører linsen), noe som blir upraktisk forbi en viss forstørrelse. Forklar hvorfor juvelerer-luper og enkle håndforstørrelsesglass sjelden overstiger omtrent 10×–20×.
• For mye høyere forstørrelse enn en enkel linse praktisk kan oppnå, bytter optiske designere til sammensatte systemer (som sammensatt-mikroskop-eksperimentet). Forklar hvorfor å kjede to moderate forstørrelsestrinn sammen, i stedet for å bruke én ekstremt kort brennvidde-linse, er den praktiske løsningen.

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

1. Velkommen til Enkelt forstørrelsesglass
2. Velg objektet
3. Trykk Spill av
4. Nærpunktsforstørrelse
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Tynnlinseformelen