Linsemaker-likningen: brennvidde fra krumning

1 · Prediker

En linses brennvidde kommer fra glassindeksen og krumningen av dens to flater. Øker eller synker det å gjøre én flate flatere (større krumningsradius) brennvidden?

• Øker — en flatere flate (større radius) bøyer lyset svakere, og gir en lengre brennvidde.
• En flatere flate senker brennvidden.
• Flatekrumningen påvirker ikke brennvidden, bare glassindeksen gjør det.

2 · Oppsett

1. Åpne linsekonstruksjon-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Denne linsen har indeks n = 1,5, med andre flate radius fast ved R₂ = −20 cm.
2. Aktiver brennvidde-avlesningen.
3. Sett den første flatens krumningsradius for hvert forsøk og registrer den resulterende brennvidden.

3 · Samle inn data

Plott brennvidde f (y-akse) mot R₁ (x-akse) for dine tre forsøk.

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn f fra 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) med n = 1,5, R₂ = −20 cm. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar, med linsemaker-likningen, hvorfor økning av R₁ (gjøre den første flaten flatere/mindre krum) øker brennvidden — en flatere linse bøyer lyset mindre.

5 · Utvid

1. Denne linsen har R₁ > 0 og R₂ < 0 — begge flater buler utover (en bikonveks linse), den sterkeste vanlige samlende formen. Forklar, med linsemaker-likningen, hvorfor en plano-konveks linse (én flat side, R = ∞) har en lengre brennvidde enn en bikonveks linse av samme glass og sammenlignbar krumning.
2. Brillelinse-produsenter velger flatekrumninger (ikke bare glassindeks) for å oppnå en foreskrevet brennvidde mens de kontrollerer vekt og kanttykkelse. Forklar hvorfor to forskjellige (R₁, R₂)-par kunne gi nøyaktig samme brennvidde, med linsemaker-likningens struktur.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark