Optyka

Soczewka rozpraszająca — obraz pozorny

Soczewka rozpraszająca zawsze daje pomniejszony, prosty, pozorny obraz.

Soczewka rozpraszająca — obraz pozorny — interaktywna symulacja: Optyka. Soczewka rozpraszająca zawsze daje pomniejszony, prosty, pozorny obraz. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Soczewka rozpraszająca

Soczewka rozpraszająca zawsze daje pomniejszony, prosty, pozorny obraz.

Soczewki rozpraszające (i zwierciadła wypukłe) rozprowadzają promienie jakby od ogniska za elementem. Każda odległość obiektu daje pozorny, prosty, mniejszy obraz. Okulary do krótkowzroczności wykorzystują to, by odsunąć punkt daleki na zewnątrz.

• Zawsze obraz wirtualny
• m < 1, proste

Krótki opis badania

Zaplanuj pytanie, zanim otworzysz pracownię

Krótki opis odzwierciedla stronę statyczną: pytanie badawcze, konkurujące przewidywania, role zmiennych, prawo rządzące i co mierzyć.

Pytanie badawcze

Soczewka rozpraszająca ma ujemną ogniskową. Czy kiedykolwiek tworzy rzeczywisty, powiększony obraz, tak jak potrafi soczewka skupiająca?

Prognozy do rozważenia

• Nie — soczewka rozpraszająca zawsze tworzy mniejszy, prosty obraz pozorny, niezależnie od odległości obiektu.
• Tworzy obraz rzeczywisty, gdy obiekt jest wystarczająco daleko.
• Zawsze tworzy rzeczywisty, powiększony obraz.

Role zmiennych

Co ustawiasz:

• Odległość obiektu d_o (cm)

Co mierzysz:

• Odległość obrazu d_i (cm)
• Powiększenie m

Jak przebiega badanie

1. Otwórz preset diverging-virtual i naciśnij Reset. Ogniskowa soczewki jest stała −10 cm.
2. Włącz odczyty odległości obrazu i powiększenia.
3. Ustaw odległość obiektu dla każdej próby i zapisz odległość obrazu i powiększenie.

Równanie rządzące

Obrazowanie soczewką rozpraszającą — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Soczewka rozpraszająca ma ujemną ogniskową. Podstawienie f < 0 do 1/f = 1/d_o + 1/d_i zawsze daje ujemne d_i (wirtualne) i 0 < m < 1 (pomniejszone, proste) przy dowolnej dodatniej odległości przedmiotu.

Co karta do druku każe uczniom wyliczyć

• Dla jednej próby oblicz d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i przy f = −10 cm, a potem m = −d_i/d_o. Porównaj obie wartości z tabelą.
• Wyjaśnij, dlaczego niezależnie od tego, jak duże jest d_o, d_i pozostaje ujemne (pozorne), a m dodatnie i mniejsze od 1 dla soczewki rozpraszającej — inaczej niż zachowanie soczewki skupiającej w eksperymencie converging-real.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Kamerka w drzwiach (judasz) używa soczewki rozpraszającej (lub podobnego szerokokątnego projektu), by pokazać pomniejszony, szeroki obraz tego, kto jest na zewnątrz. Wyjaśnij, dlaczego pomniejszony obraz to dokładnie to, czego chcesz od judasza.
• Gdy d_o rośnie bardzo duże (obiekt bardzo daleko), do czego dąży d_i? Porównaj z ogniskową soczewki i wyjaśnij fizycznie, dlaczego obraz pozorny soczewki rozpraszającej nigdy nie może przekroczyć jej własnego ogniska.

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

1. Witamy w obrazie pozornym
2. Zaznacz obiekt
3. Naciśnij Play
4. Zawsze pozorny
5. Otwórz panel Właściwości
6. Udało się!

Otwórz interaktywną symulację, zbuduj scenę, naciśnij Play i badaj z pomiarami na żywo oraz przewodnikiem.

Otwórz interaktywną pracownię →

Pobierz kartę pracy →

Równanie cienkiej soczewki