Optica

Eenvoudige loep (hoekvergroting)

In het brandpuntsvlak stuurt een convergerende lens evenwijdige stralen naar een ontspannen oog; M = N/f (N = 25 cm).

Eenvoudige loep (hoekvergroting) — interactieve Optica-simulatie. In het brandpuntsvlak stuurt een convergerende lens evenwijdige stralen naar een ontspannen oog; M = N/f (N = 25 cm). Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.

hoekvergroting

Met het voorwerp in het brandpuntsvlak stuurt een convergerende lens evenwijdige stralen naar een ontspannen oog; M = N/f (N = 25 cm).

Voor waarneming met een ontspannen oog plaats je het voorwerp in het brandpuntsvlak van een lens met korte brandpuntsafstand. De uittredende stralen zijn evenwijdig, het virtuele beeld ligt in het oneindige en de hoekvergroting is M = N/f voor N = 25 cm.

M = N/f
N = 25 cm

Onderzoeksnota

Plan de vraag voordat je het lab opent

De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.

Leidende vraag

Bij een eenvoudige loep, gebruikt met een ontspannen oog, staat het voorwerp precies in het brandpunt van de lens. Geeft een lens met kortere brandpuntsafstand een hogere of lagere hoekvergroting?

Voorspellingen om te wegen

Een kortere brandpuntsafstand geeft een lagere vergroting.
De vergroting hangt niet af van de brandpuntsafstand van de lens.
Hoger — een kortere brandpuntsafstand laat je veel dichter bij het object komen dan het nabijheidspunt van het blote oog zou toestaan, wat een grotere schijnbare hoekgrootte oplevert.

Rollen van variabelen

Wat je instelt:

Brandpuntsafstand van de lens f (cm)

Wat je meet:

Hoekvergroting M

Hoe het onderzoek verloopt

Open de voorinstelling simple-magnifier en druk op Herstel. Het voorwerp staat precies in het brandpunt van de lens (kijken met een ontspannen oog, virtueel beeld op oneindig).
Zet de aflezing van de hoekvergroting aan.
Stel voor elke meting de brandpuntsafstand van de lens in en noteer de resulterende hoekvergroting.

Leidende vergelijking

Hoekvergroting met loep — M = N/f

Een loep gebruikt met een ontspannen oog en zijn voorwerp in het brandpunt bereikt hoekvergroting M = N/f, waarbij N = 25 cm de standaard nabijheidspuntsafstand is. Kortere brandpuntsafstand betekent hogere vergroting.

Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken

Reken voor één meting M = N/f uit met de standaard nabijheidspuntsafstand N = 25 cm. Vergelijk met de tabel.
Leg uit waarom een kortere brandpuntsafstand een hogere vergroting geeft: het laat het ontspannen oog het object van veel dichterbij bekijken dan zijn eigen nabijheidspunt van het blote oog ooit zou toestaan, waardoor het object een veel grotere hoek inneemt.

Waar dit buiten het lab opduikt

Loepen met een zeer korte brandpuntsafstand (hoge M) hebben ook een zeer korte werkafstand (het voorwerp raakt de lens bijna), wat na een bepaalde vergroting onpraktisch wordt. Leg uit waarom juweliersloupen en eenvoudige handvergroters zelden boven ongeveer 10×–20× uitkomen.
Voor een veel hogere vergroting dan één eenvoudige lens praktisch kan bereiken, schakelen optische ontwerpers over op samengestelde systemen (zoals het compound-microscope-experiment). Leg uit waarom het aaneenschakelen van twee fasen met matige vergroting, in plaats van het gebruiken van één lens met extreem korte brandpuntsafstand, de praktische oplossing is.

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

Welkom bij het simpele vergrootglas
Selecteer het voorwerp
Druk op Start
Vergroting op nabijpunt
Open het eigenschappenpaneel
Gelukt!

Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.

Interactief lab openen →

Werkblad downloaden →

De dunnelensformule