Wzór wytwórcy soczewek: ogniskowa z krzywizny

1 · Prognoza

Ogniskowa soczewki pochodzi od współczynnika szkła i krzywizn obu powierzchni. Czy spłaszczenie jednej powierzchni (większy promień krzywizny) zwiększa czy zmniejsza ogniskową?

• Zwiększa — płaska powierzchnia (większy promień) zgina światło słabiej, dając dłuższą ogniskową.
• Płaska powierzchnia zmniejsza ogniskową.
• Krzywizna powierzchni nie wpływa na ogniskową, tylko współczynnik szkła.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset lensmaker i naciśnij Reset. Ta soczewka ma współczynnik n = 1.5, z promieniem drugiej powierzchni ustalonym na R₂ = −20 cm.
2. Włącz odczyt ogniskowej.
3. Ustaw promień krzywizny pierwszej powierzchni dla każdej próby i zapisz wynikową ogniskową.

3 · Zbieranie danych

Narysuj ogniskową f (oś y) względem R₁ (oś x) dla trzech prób.

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz f z 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂), używając n = 1.5; R₂ = −20 cm. Porównaj z tabelą.
2. Wzorem wytwórcy wyjaśnij, dlaczego zwiększenie R₁ (spłaszczenie pierwszej powierzchni) zwiększa ogniskową — płaska soczewka zgina światło słabiej.

5 · Rozszerzenie

1. Ta soczewka ma R₁ > 0 i R₂ < 0 — obie powierzchnie wybrzuszone na zewnątrz (soczewka dwuwypukła), najsilniejsza zwykła forma skupiająca. Wyjaśnij, korzystając z równania optyka, dlaczego soczewka plano-wypukła (jedna strona płaska, R = ∞) ma dłuższą ogniskową niż dwuwypukła z tego samego szkła o porównywalnej krzywiźnie.
2. Producenci soczewek okularowych wybierają krzywizny powierzchni (nie tylko współczynnik szkła), by osiągnąć zadaną ogniskową, kontrolując wagę i grubość krawędzi. Wyjaśnij, używając struktury wzoru wytwórcy, dlaczego dwie różne pary (R₁, R₂) mogą dać dokładnie tę samą ogniskową.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu