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 rozprowadzają promienie tak, jakby pochodziły z pozornego ogniska po tej samej stronie, po której dociera światło, podczas gdy zwierciadło wypukłe rozprowadza je tak, jakby pochodziły z ogniska za zwierciadłem — oba elementy zakrzywiają światło w ten sam sposób, ale swoje pozorne ognisko umieszczają po przeciwnych stronach. 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