Optika

Ohnisko — rovnobežné lúče

Predmet v F: vychádzajúce lúče sú rovnobežné a obraz vzniká v nekonečne.

Ohnisko — rovnobežné lúče — interaktívna simulácia Optika. Predmet v F: vychádzajúce lúče sú rovnobežné a obraz vzniká v nekonečne. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.

Ohnisko

Umiestni predmet do ohniska: vychádzajúce lúče sú rovnobežné a obraz vzniká v nekonečne.

Keď predmet sedí presne v ohnisku, lomené lúče opúšťajú šošovku rovnobežne — obraz vzniká v nekonečne. Tento hraničný prípad oddeľuje skutočné obrazy (predmet mimo F) od zdánlivých (predmet vnútri F). Predvolba dáva rovnobežné výstupné lúče ľahko vystopovať na diagrame lúčov.

• d_o = f → d_i → ∞
• Lúče vychádzajú rovnobežne

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

Ako predmet sa približuje k ohnisku spojnej šošovky zvonku, čo sa deje s vzdialenosťou obrazu?

Predikcie na zváženie

• Vzdialenosť obrazu sa zmenšuje k nule.
• Vzdialenosť obrazu zostáva zhruba konštantná.
• Vzdialenosť obrazu rastie bez obmedzenia, divergujúc do nekonečna presne v momente, keď predmet dosiahne ohnisko.

Úlohy premenných

Čo nastavuješ:

• Vzdialenosť predmetu d_o (cm)

Čo meriaš:

• Vzdialenosť obrazu d_i (cm)

Ako skúmanie prebieha

1. Otvor predvolbu ohnisko a stlač Resetovať. Ohnisková vzdialenosť šošovky je pevne 10 cm.
2. Zapni odčítanie vzdialenosti obrazu.
3. Nastav vzdialenosť predmetu pre každý pokus (približujúc sa k ohnisku zvonku) a zaznamenaj vzdialenosť obrazu.

Riadiaca rovnica

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

Ako vzdialenosť predmetu d_o sa približuje ohnisku f, menovateľ (d_o − f) v d_i = d_o·f/(d_o − f) sa približuje nule, posielajúc vzdialenosť obrazu do nekonečna — obraz „utečie“ do bodu v nekonečne.

Čo má študentov naučiť tlačiteľný list

• Pre jeden pokus vypočítaj d_i = d_o·f/(d_o − f) s f = 10 cm. Porovnaj s tabuľkou.
• Vysvetli pomocou rovnice tenkej šošovky, prečo d_o − f sa približujúca k nule (z kladnej strany) posiela d_i k kladnému nekonečnu.

Kde sa to objavuje mimo laboratória

• Keď predmet sedí presne v ohnisku, lúče opúšťajúce šošovku vychádzajú dokonale rovnobežne — obraz „v nekonečne“. Vysvetli, prečo maják alebo svetlomet umiestňuje svoju žiarovku presne do ohniska šošovky (alebo zrkadla).
• Toto presné zapojenie — zdroj v ohnisku produkujúci rovnobežné výstupné lúče — sa volá kolimátor, používaný na tvorbu rovnobežných zväzkov pre laboratórne prístroje. Prečo by vedci mohli potrebovať zväzok dokonale rovnobežného svetla pre určité experimenty?

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

1. Vitaj v ohnisku
2. Vyber predmet
3. Stlač Prehrať
4. Lúče vychádzajú rovnobežne
5. Otvor panel Vlastnosti
6. Zvládol si to!

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

Otvoriť interaktívne laboratórium →

Stiahnuť pracovný list →

Rovnica tenkej šošovky