Korigovaná ďalekozrakosť: spojná šošovka v práci
1 · Predikuj
Spojná korekčná šošovka ďalekozrakého oka (tu f = 33 cm) má za cieľ urobiť blízky predmet zdajúci sa byť na (posunutom) blízkom bode oka. Ako sa skutočný predmet približuje k vlastnému ohnisku šošovky, čo sa deje s vzdialenosťou obrazu?
- Vzdialenosť obrazu zostáva zhruba konštantná.
- Rastie rýchlo vo veľkosti — keď sa skutočná vzdialenosť predmetu približuje ohnisku šošovky, vzdialenosť zdánlivého obrazu sa dramaticky mení.
- Vzdialenosť obrazu klesá k nule.
2 · Priprav
- Otvor predvolbu korigovaná ďalekozrakosť a stlač Resetovať. Korekčná spojná šošovka má f = 33 cm.
- Zapni odčítanie vzdialenosti obrazu korekčnej šošovky.
- Nastav skutočnú (blízku) vzdialenosť predmetu pre každý pokus a zaznamenaj vzdialenosť zdánlivého obrazu tvoreného korekčnou šošovkou.
3 · Zbieraj údaje
| Skutočná vzdialenosť predmetu d_o (cm) | Vzdialenosť obrazu korekčnej šošovky d_i (cm) |
|---|---|
| 10.00 | |
| 15.00 | |
| 20.00 |
Zaznamenaj vzdialenosť obrazu d_i (os y) verzus vzdialenosť predmetu d_o (os x) pre svoje tri pokusy. Rastie |d_i| prudko, keď d_o sa približuje 33 cm?
4 · Analyzuj
- Pre jeden pokus vypočítaj d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = 33 cm. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo pre vzdialenosť predmetu dobre pod ohniskom (ako vo všetkých troch pokusoch tu) šošovka tvorí vzdialený zdánlivý obraz — vyvádzajúc príliš blízky predmet „von“ tam, kde ďalekozraké oko ho dokáže skutočne zaostriť.
5 · Rozšír
- Vypočítaj zväčšenie m = −d_i/d_o pre každý zo svojich pokusov. Vysvetli, prečo čítacie okuliare s týmto nastavením tiež zväčšujú zdanlivú veľkosť toho, čo čítaš, ako vedľajší efekt posúvania jeho zdánlivého obrazu ďalej.
- F = 33 cm tejto šošovky zhruba zodpovedá korekčnej sile potrebnej pre blízky bod okolo 100 cm (skontroluj proti vzorcu experimentu ďalekozrakosť: P = 4 − 1 = 3 D, takže f = 1/3 m ≈ 33 cm). Potvrď, že obe opisujú tú istú šošovku dvoma spôsobmi.
Fyzika za týmto experimentom
Ako fungujú šošovky čítacích okuliarov
Spojná korekčná šošovka vezme blízky predmet (v rozmazanom rozsahu blízkeho bodu oka) a tvorí zdánlivý obraz ďalej — na alebo za skutočný blízky bod oka — dovoľujúc ďalekozrakému oku zaostriť na ten obraz namiesto predmetu.
Optika
- Spojná šošovka: skutočné obrazy za 2f
- Ohnisko: kam obrazy utekajú do nekonečna
- Šošovka ako lupa
- Rozptylná šošovka: vždy zdánlivý, vždy zmenšený
- 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