Optyka

Lupa (obiekt wewnątrz f)

Obiekt wewnątrz f: powiększony, prosty, pozorny obraz — prosta lupa.

Lupa (obiekt wewnątrz f) — interaktywna symulacja: Optyka. Obiekt wewnątrz f: powiększony, prosty, pozorny obraz — prosta lupa. Bezpłatne wirtualne laboratorium fizyki w przeglądarce z pomiarami na żywo w SI i samouczkiem prowadzonym.

Prosta lupa

Obiekt wewnątrz f: powiększony, prosty, pozorny obraz — prosta lupa.

Soczewka skupiająca z obiektem bliżej niż ogniskowa nie może utworzyć obrazu rzeczywistego; zamiast tego promienie rozchodzą się jakby od źródła pozornego po tej samej stronie co obiekt. Oko interpretuje te przedłużenia jako prosty, powiększony obraz — zasada prostej lupy.

• M = N/f
• Obraz wirtualny prosty

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

Obiekt leży bliżej soczewki skupiającej niż jej ogniskowa. Czy soczewka nadal tworzy obraz rzeczywisty, czy coś innego?

Prognozy do rozważenia

• Nadal tworzy obraz rzeczywisty, tylko dalej.
• Tworzy powiększony, prosty obraz pozorny po tej samej stronie co obiekt — lupa.
• Wewnątrz ogniskowej nie powstaje żaden 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 magnifier i naciśnij Reset. Ogniskowa soczewki jest stała 10 cm.
2. Włącz odczyty odległości obrazu i powiększenia.
3. Ustaw odległość obiektu dla każdej próby (zawsze mniejszą niż ogniskowa) i zapisz odległość obrazu i powiększenie.

Równanie rządzące

Powiększenie obrazu pozornego — m = −dᵢ/dₒ

Gdy przedmiot stoi wewnątrz ogniskowej soczewki skupiającej, odległość obrazu d_i wychodzi ujemna (wirtualna, po tej samej stronie co przedmiot), a powiększenie m = −d_i/d_o wychodzi dodatnie i większe od 1 — obraz prosty i powiększony, podstawa lupy.

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.
• Każda próba daje ujemne d_i i dodatnie m większe od 1. Wyjaśnij, co znaczy ujemna odległość obrazu (obraz pozorny, ta sama strona co obiekt) i dlaczego m jest tu dodatnie, a nie ujemne.

Gdzie to wychodzi poza pracownię

• Twoje dane pokazują, że zbliżanie obiektu do soczewki (mniejsze d_o, zawsze pod f) zwiększa powiększenie. Wyjaśnij, dlaczego lupa przystawiona bardzo blisko małego obiektu pokazuje go większego niż trzymana dalej (ale wciąż wewnątrz f).
• Co stałoby się z obrazem (i powiększeniem), gdyby przedmiot umieszczono dokładnie w ogniskowej, d_o = f? Porównaj z wynikiem eksperymentu focal-point.

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

1. Witamy w lupie
2. Zaznacz obiekt
3. Naciśnij Play
4. Powiększenie kątowe
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