Rozptylná šošovka: vždy zdánlivý, vždy zmenšený
1 · Predikuj
Rozptylná šošovka má zápornú ohniskovú vzdialenosť. Tvorí niekedy skutočný, zväčšený obraz, ako dokáže spojná šošovka?
- Nie — rozptylná šošovka vždy tvorí menší, vzpriamený zdánlivý obraz bez ohľadu na vzdialenosť predmetu.
- Tvorí skutočný obraz, keď je predmet dosť ďaleko.
- Vždy tvorí skutočný, zväčšený obraz.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu rozptylná šošovka a stlač Resetovať. Ohnisková vzdialenosť šošovky je pevne −10 cm.
- Zapni odčítania vzdialenosti obrazu a zväčšenia.
- Nastav vzdialenosť predmetu pre každý pokus a zaznamenaj vzdialenosť obrazu a zväčšenie.
3 · Zbieraj údaje
| Vzdialenosť predmetu d_o (cm) | Vzdialenosť obrazu d_i (cm) | Zväčšenie m |
|---|---|---|
| 20.00 | ||
| 30.00 | ||
| 40.00 |
Zaznamenaj zväčšenie m (os y) verzus vzdialenosť predmetu d_o (os x) pre svoje tri pokusy. Presiahne m niekedy 1?
4 · Analyzuj
- 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, prečo bez ohľadu na to, aké veľké sa d_o stane, d_i zostáva záporné (zdánlivé) a m zostáva kladné a menšie než 1 pre rozptylnú šošovku — na rozdiel od správania spojnej šošovky v experimente spojná šošovka — skutočný obraz.
5 · Rozšír
- Špionka v dverách používa rozptylnú šošovku (alebo podobný širokouhlý dizajn) na ukázanie zmenšeného, širokouhlého obrazu toho, kto je vonku. Vysvetli, prečo zmenšený obraz je presne to, čo by si chcel pre účel špionky.
- Ako d_o rastie veľmi (predmet veľmi ďaleko), čomu sa približuje d_i? Porovnaj to s ohniskovou vzdialenosťou šošovky a vysvetli fyzikálne, prečo zdánlivý obraz rozptylnej šošovky sa nikdy nemôže dostať za jej vlastné ohnisko.
Fyzika za týmto experimentom
Zobrazenie rozptylnou šošovkou
Rozptylná šošovka má zápornú ohniskovú vzdialenosť. Dosadenie f < 0 do 1/f = 1/d_o + 1/d_i vždy dáva záporné d_i (zdánlivé) a 0 < m < 1 (zmenšené, vzpriamené) pre akúkoľvek kladnú vzdialenosť predmetu.
Optika
- Spojná šošovka: skutočné obrazy za 2f
- Ohnisko: kam obrazy utekajú do nekonečna
- Šošovka ako lupa
- Duté zrkadlo: skutočné obrazy ako spojná šošovka
- Vypuklé zrkadlo: vždy zmenšený zdánlivý obraz
- Rovinné zrkadlo: špeciálny, invariantný prípad
- Zdánlivá hĺbka: prečo bazén vyzerá plytší, než je
- Úplný odraz: hraničný uhol
- Dvojšošovkové relé: reťazenie obrazov
- Zložený mikroskop: dve šošovky pre vysoké zväčšenie
- Fotografický zväčšovač: dve šošovky pre skutočný, väčší obraz
- Hranol láme svetlo: uhol výchylky