Оптика

Рассеивающая линза — мнимое изображение

Рассеивающая линза всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение.

Рассеивающая линза — мнимое изображение — интерактивная симуляция (Оптика). Рассеивающая линза всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Рассеивающая линза

Рассеивающая линза всегда даёт уменьшенное, прямое, мнимое изображение.

Рассеивающие линзы (и выпуклые зеркала) разбрасывают лучи, будто из фокуса за элементом. Любое расстояние до предмета даёт мнимое, прямое, уменьшенное изображение. Очки для близоруких используют это, чтобы отодвинуть дальнюю точку.

• Всегда мнимое изображение
• m < 1, прямое

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

У рассеивающей линзы отрицательное фокусное расстояние. Строит ли она когда-нибудь действительное увеличенное изображение, как может собирающая?

Прогнозы для взвешивания

• Нет — рассеивающая линза всегда даёт уменьшенное прямое мнимое изображение при любом расстоянии до предмета.
• Она даёт действительное изображение, когда предмет достаточно далеко.
• Она всегда даёт действительное увеличенное изображение.

Роли переменных

Что вы задали:

• Расстояние до предмета d_o (cm)

Что вы измеряете:

• Расстояние до изображения d_i (cm)
• Увеличение m

Как идёт исследование

1. Откройте пресет diverging-virtual и нажмите «Сброс». Фокусное расстояние фиксировано на −10 cm.
2. Включите показания расстояния до изображения и увеличения.
3. Задайте расстояние до предмета для каждой пробы и запишите расстояние до изображения и увеличение.

Определяющее уравнение

Изображение в рассеивающей линзе — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Рассеивающая линза имеет отрицательное фокусное расстояние. Подстановка f < 0 в 1/f = 1/d_o + 1/d_i всегда даёт отрицательное d_i (мнимое изображение) и 0 < m < 1 (уменьшенное, прямое) при любом положительном расстоянии до предмета.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите d_i из 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f = −10 см, затем m = −d_i/d_o. Сравните оба значения с таблицей.
• Объясните, почему при сколь угодно большом d_o расстояние d_i остаётся отрицательным (мнимым), а m — положительным и меньше 1 для рассеивающей линзы — в отличие от поведения собирающей в эксперименте converging-real.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Дверной глазок использует рассеивающую линзу (или схожий широкоугольный дизайн), чтобы показывать уменьшенное широкоугольное изображение того, кто снаружи. Объясните, почему уменьшенное изображение — именно то, что нужно глазку.
• При очень большом d_o (предмет очень далеко) к чему стремится d_i? Сравните с фокусным расстоянием линзы и объясните физически, почему мнимое изображение рассеивающей линзы никогда не может выйти за её собственный фокус.

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

1. Добро пожаловать к рассеивающей линзе
2. Выберите предмет
3. Нажмите Play
4. Всегда мнимое
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Формула тонкой линзы