Optika

Spojná šošovka — skutočný obraz

Predmet za f: vzniká skutočný, obrátený obraz na druhej strane (m = −dᵢ/dₒ).

Spojná šošovka — skutočný obraz — interaktívna simulácia Optika. Predmet za f: vzniká skutočný, obrátený obraz na druhej strane (m = −dᵢ/dₒ). Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Zobrazenie tenkou šošovkou

Predmet za f: vzniká skutočný, obrátený obraz na druhej strane (m = −dᵢ/dₒ).

Rovnica tenkej šošovky 1/f = 1/d_o + 1/d_i určuje polohu obrazu. Keď d_o > f, vzdialenosť obrazu je kladná, takže lúče sa zbiehajú do skutočného obrazu na druhej strane. Záporné znamienko zväčšenia označuje prevrátenie. Táto predvolba umiestňuje predmet za f, takže obraz je ostrý a v merítku optickej lavice.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Prehľad skúmania

Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória

Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.

Hlavná otázka

Predmet sedí za ohniskovou vzdialenosťou spojnej šošovky. Keď ho presunieš ďalej od šošovky, približuje sa skutočný obraz na druhej strane k šošovke, alebo vzďaľuje?

Predikcie na zváženie

• Bližšie k šošovke — vzdialenejší predmet tvorí svoj obraz bližšie k ohnisku.
• Ďalej od šošovky.
• Vzdialenosť obrazu nezávisí na vzdialenosti predmetu.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Vzdialenosť predmetu d_o (cm)

Čo meriaš:

• Vzdialenosť obrazu d_i (cm)
• Zväčšenie m

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu spojná šošovka — skutočný obraz a stlač Resetovať. Ohnisková vzdialenosť šošovky je pevne 10 cm.
2. Zapni odčítania vzdialenosti obrazu a zväčšenia.
3. Nastav vzdialenosť predmetu pre každý pokus a zaznamenaj vzdialenosť obrazu a zväčšenie.

Riadiaca rovnica

Rovnica tenkej šošovky — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Pre tenkú šošovku sú vzdialenosť predmetu, vzdialenosť obrazu a ohnisková vzdialenosť viazané 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Táto jediná rovnica pokrýva spojné aj rozptylné šošovky, so znamienkovými vzdialenosťami.

Priečne zväčšenie — m = −dᵢ/dₒ

Veľkosť obrazu vzhľadom na predmet je m = −d_i/d_o. Záporné m znamená prevrátený obraz; |m| > 1 znamená, že obraz je zväčšený.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = 10 cm, potom m = −d_i/d_o. Porovnaj obe s tabuľkou.
• Vysvetli pomocou rovnice tenkej šošovky, prečo presunutie predmetu ďalej od šošovky (zväčšenie d_o) zmenšuje vzdialenosť obrazu smerom k ohniskovej vzdialenosti.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Každý pokus dáva záporné zväčšenie. Vysvetli, čo záporné m znamená fyzikálne pre orientáciu obrazu v porovnaní s predmetom.
• Objektív fotoaparátu tvorí skutočný obraz na snímači pre akýkoľvek predmet za ohniskom. Vysvetli pomocou svojich údajov, prečo fotografovanie niečoho veľmi vzdialeného (d_o ≫ f) vždy umiestni obraz veľmi blízko ohniskovej roviny.

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

1. Blízko alebo ďaleko?
2. Presuň predmet ďalej
3. Zachyť obraz
4. Otvor údaje
5. Vysvetli svoje dôkazy

Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Rovnica tenkej šošovky