O lentilă ca lupă
1 · Prezice
Un obiect stă mai aproape de o lentilă convergentă decât distanța ei focală. Mai formează lentila o imagine reală sau ceva diferit?
- Formează în continuare o imagine reală, doar mai departe.
- Formează o imagine virtuală mărită, dreaptă, de aceeași parte cu obiectul — o lupă.
- Nicio imagine nu se formează deloc în interiorul distanței focale.
2 · Montaj
- Deschide presetarea magnifier și apasă Resetează. Distanța focală a lentilei este fixă la 10 cm.
- Activează citirile distanței imaginii și măririi.
- Setează distanța obiectului pentru fiecare încercare (întotdeauna sub distanța focală) și înregistrează distanța imaginii și mărirea.
3 · Colectează date
| Distanța obiectului d_o (cm) | Distanța imaginii d_i (cm) | Mărirea m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Plotează mărirea m (axa y) în funcție de distanța obiectului d_o (axa x) pentru cele trei încercări. Crește m pe măsură ce d_o se micșorează spre zero?
4 · Analizează
- Pentru o încercare, calculează d_i din 1/f = 1/d_o + 1/d_i folosind f = 10 cm, apoi m = −d_i/d_o. Compară ambele cu tabelul.
- Fiecare încercare dă d_i negativ și m pozitiv mai mare decât 1. Explică ce înseamnă o distanță negativă a imaginii (imagine virtuală, de aceeași parte cu obiectul) și de ce m este pozitiv aici în loc de negativ.
5 · Extinde
- Datele tale arată că apropierea obiectului de lentilă (d_o mai mic, întotdeauna sub f) crește mărirea. Explică de ce o lupă ținută foarte aproape de un obiect mic îl arată mai mare decât ținută mai departe (dar tot în interiorul lui f).
- Ce s-ar întâmpla cu imaginea (și mărirea) dacă obiectul ar fi plasat exact la distanța focală, d_o = f? Compară cu rezultatul experimentului focal-point.
Fizica din spatele acestui experiment
Mărirea imaginii virtuale
Când un obiect stă în interiorul distanței focale a unei lentile convergente, distanța imaginii d_i iese negativă (virtuală, de aceeași parte cu obiectul), iar mărirea m = −d_i/d_o iese pozitivă și mai mare decât 1 — o imagine dreaptă, mărită, baza lupei.
Optică
- Lentilă convergentă: imagini reale dincolo de 2f
- Punctul focal: unde imaginile evadează la infinit
- O lentilă divergentă: mereu virtuală, mereu micșorată
- O oglindă concavă: imagini reale ca la o lentilă convergentă
- O oglindă convexă: întotdeauna o imagine virtuală micșorată
- Oglinda plană: un caz special, invariant
- Adâncimea aparentă: de ce o piscină pare mai mică decât este
- Reflexia totală: unghiul limită
- Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor
- Microscopul compus: două lentile pentru mărire mare
- Un măritor fotografic: două lentile pentru o imagine reală, mai mare
- O prismă îndoaie lumina: unghiul de deviație