Rovnica výrobcu šošoviek: ohnisko z zakrivenia

1 · Predikuj

Ohnisková vzdialenosť šošovky pochádza z indexu jej skla a zakrivenia jej dvoch povrchov. Zväčšuje alebo zmenšuje sploštenie jedného povrchu (väčší polomer zakrivenia) ohniskovú vzdialenosť?

• Zväčšuje — plochejší povrch (väčší polomer) láme svetlo menej silne, dávajúc dlhšiu ohniskovú vzdialenosť.
• Plochejší povrch zmenšuje ohniskovú vzdialenosť.
• Zakrivenie povrchu neovplyvňuje ohnisko, len index skla.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu výrobca šošoviek a stlač Resetovať. Táto šošovka má index n = 1.5, s polomerom druhého povrchu pevne R₂ = −20 cm.
2. Zapni odčítanie ohniskovej vzdialenosti.
3. Nastav polomer zakrivenia prvého povrchu pre každý pokus a zaznamenaj výslednú ohniskovú vzdialenosť.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj ohniskovú vzdialenosť f (os y) verzus R₁ (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj f z 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) s n = 1.5, R₂ = −20 cm. Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli pomocou rovnice výrobcu šošoviek, prečo zväčšenie R₁ (plochejší/menej zakrivený prvý povrch) zväčšuje ohniskovú vzdialenosť — plochejšia šošovka láme svetlo menej.

5 · Rozšír

1. Táto šošovka má R₁ > 0 a R₂ < 0 — oba povrchy vyduté von (šošovka dvojvypuklá), najsilnejší bežný spojný tvar. Vysvetli pomocou rovnice výrobcu šošoviek, prečo planovypuklá šošovka (jedna plochá strana, R = ∞) má dlhšiu ohniskovú vzdialenosť než dvojvypuklá šošovka z toho istého skla a porovnateľného zakrivenia.
2. Výrobcovia okuliarových šošoviek volia zakrivenia povrchov (nie len index skla) na dosiahnutie predpísanej ohniskovej vzdialenosti pri kontrole hmotnosti a hrúbky okraja. Vysvetli, prečo dve odlišné dvojice (R₁, R₂) môžu dať presne tú istú ohniskovú vzdialenosť, pomocou štruktúry rovnice výrobcu šošoviek.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky