Ecuația constructorului de lentile: distanța focală din curbură

1 · Prezice

Distanța focală a unei lentile vine din indicele sticlei ei și curbura celor două suprafețe. Face una suprafețe mai plată (rază de curbură mai mare) crește sau scade distanța focală?

2 · Montaj

  1. Deschide presetarea lensmaker și apasă Resetează. Această lentilă are indicele n = 1.5, cu raza celei de-a doua suprafețe fixă la R₂ = −20 cm.
  2. Activează citirea distanței focale.
  3. Setează raza de curbură a primei suprafețe pentru fiecare încercare și înregistrează distanța focală rezultată.

3 · Colectează date

Raza primei suprafețe R₁ (cm)Distanța focală f (cm)
15.00
20.00
25.00

Plotează distanța focală f (axa y) în funcție de R₁ (axa x) pentru cele trei încercări.

4 · Analizează

  1. Pentru o încercare, calculează f din 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) folosind n = 1.5, R₂ = −20 cm. Compară cu tabelul.
  2. Explică, folosind ecuația constructorului de lentile, de ce creșterea lui R₁ (facerea primei suprafețe mai plate/mai puțin curbe) crește distanța focală — o lentilă mai plată îndoaie lumina mai puțin.

5 · Extinde

  1. Această lentilă are R₁ > 0 și R₂ < 0 — ambele suprafețe se bombefă în exterior (o lentilă biconvexă), cea mai puternică formă convergentă comună. Explică, folosind ecuația constructorului, de ce o lentilă plan-convexă (o parte plată, R = ∞) are distanță focală mai lungă decât o lentilă biconvexă din aceeași sticlă și cu curbură comparabilă.
  2. Producătorii de lentile de ochelari aleg curburile suprafețelor (nu doar indicele sticlei) pentru a atinge o distanță focală prescrisă, controlând greutatea și grosimea marginilor. Explică de ce două perechi diferite (R₁, R₂) ar putea da exact aceeași distanță focală, folosind structura ecuației constructorului.

Fizica din spatele acestui experiment

Ecuația constructorului de lentile

Distanța focală a unei lentile subțiri vine direct din indicele sticlei ei și curburile ambelor suprafețe: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂). Așa prezice un proiectant de lentile comportamentul optic din parametrii fizici de fabricație.

← Înapoi la experiment

Optică

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit