Óptica

Lupa simples (angular)

No plano focal, uma lente convergente envia raios paralelos para um olho relaxado; M = N/f (N = 25 cm).

Lupa simples (angular) — simulação interativa de Óptica. No plano focal, uma lente convergente envia raios paralelos para um olho relaxado; M = N/f (N = 25 cm). Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Ampliação angular

Com o objeto no plano focal, uma lente convergente envia raios paralelos para um olho relaxado; M = N/f (N = 25 cm).

Para uma visualização relaxada, coloque o objeto no plano focal de uma lente de distância focal curta. Os raios emergentes são paralelos, a imagem virtual está no infinito e a ampliação angular é M = N/f para N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Uma lupa simples, usada com o olhar relaxado, tem seu objeto colocado exatamente no ponto focal da lente. Uma lente com distância focal mais curta proporciona uma ampliação angular maior ou menor?

Previsões para pesar

• Uma distância focal mais curta proporciona uma ampliação menor.
• A ampliação não depende da distância focal da lente.
• Maior - uma distância focal mais curta permite que você chegue muito mais perto do objeto do que o ponto próximo do olho sem ajuda permitiria, produzindo um tamanho angular aparente maior.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Distância focal da lente f (cm)

O que você mede:

• Ampliação angular M

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição de lupa simples e pressione Redefinir. O objeto fica exatamente no ponto focal da lente (visão relaxada, imagem virtual no infinito).
2. Ative a leitura de ampliação angular.
3. Defina a distância focal da lente para cada tentativa e registre a ampliação angular resultante.

Equação governante

Ampliação Angular de Lupa Simples — M = N/f

Uma lupa usada com o olho relaxado e o objeto no ponto focal atinge uma ampliação angular M = N/f, onde N = 25 cm é a distância padrão do ponto próximo. Uma distância focal mais curta significa maior ampliação.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para um teste, calcule M = N/f usando a distância padrão do ponto próximo N = 25 cm. Compare com a tabela.
• Explique por que uma distância focal mais curta proporciona uma ampliação maior: ela permite que o olho relaxado veja o objeto de muito mais perto do que seu próprio ponto próximo sem ajuda jamais permitiria, fazendo com que o objeto subtenda um ângulo muito maior.

Onde isso aparece além do laboratório

• Ampliadores de distância focal muito curta (fornecendo M alto) também têm distâncias de trabalho muito curtas (o objeto quase toca a lente), o que se torna impraticável após uma certa ampliação. Explique por que as lupas de joalheiro e as lupas manuais simples raramente excedem cerca de 10×–20×.
• Para uma ampliação muito maior do que uma lente simples pode alcançar na prática, os projetistas ópticos mudam para sistemas compostos (como o experimento do microscópio composto). Explique por que encadear dois estágios de ampliação moderada, em vez de usar uma lente de distância focal extremamente curta, é a solução prática.

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

1. Bem-vindo à lupa simples
2. Selecione o objeto
3. Pressione Reproduzir
4. Ampliação no ponto próximo
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Lente Delgada