Optika

Zbiralna leča — realna slika

Predmet onkraj f: na daljni strani nastane realna, obrnjena slika (m = −dᵢ/dₒ).

Zbiralna leča — realna slika — interaktivna simulacija Optika. Predmet onkraj f: na daljni strani nastane realna, obrnjena slika (m = −dᵢ/dₒ). Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.

Preslikava s tanko lečo

Predmet onkraj f: na daljni strani nastane realna, obrnjena slika (m = −dᵢ/dₒ).

Enačba tanke leče 1/f = 1/d_o + 1/d_i poišče sliko. Ko je d_o > f, je razdalja slike pozitivna, zato žarki steknejo v realno sliko na daljni strani. Negativen predznak povečave označuje obrat. Ta prednastavitev postavi predmet onkraj f, tako da je slika ostra in na lestvici optične mize.

• 1/f = 1/d_o + 1/d_i
• m = −d_i/d_o

Oris preiskave

Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij

Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.

Vodilno vprašanje

Predmet sedi onkraj goriščne razdalje zbiralne leče. Ko ga premikaš dlje od leče, ali se realna slika, nastala na drugi strani, približa leči ali oddalji?

Predvidevanja za pretehtanje

• Bliže leči — oddaljenejši predmet oblikuje svojo sliko bližje gorišču.
• Dlje od leče.
• Razdalja slike ni odvisna od razdalje predmeta.

Vloge spremenljivk

Kaj nastaviš:

• Razdalja predmeta d_o (cm)

Kaj izmeriš:

• Razdalja slike d_i (cm)
• Povečava m

Kako poteka preiskava

1. Odpri prednastavitev converging-real in pritisni Ponastavi. Goriščna razdalja leče je fiksna 10 cm.
2. Omogoči odčitka razdalje slike in povečave.
3. Nastavi razdaljo predmeta za vsak poskus in zabeleži razdaljo slike in povečavo.

Vodilna enačba

Enačba tanke leče — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Za tanko lečo so razdalja predmeta, razdalja slike in goriščna razdalja povezane z 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Ta ena sama enačba pokriva zbiralne in razpršilne leče enako, s predznačenimi razdaljami.

Prečna povečava — m = −dᵢ/dₒ

Velikost slike glede na predmet je m = −d_i/d_o. Negativen m pomeni obrnjeno sliko; |m| > 1 pomeni, da je slika povečana.

Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati

• Za en poskus izračunaj d_i iz 1/f = 1/d_o + 1/d_i s f = 10 cm, nato m = −d_i/d_o. Primerjaj oba s tabelo.
• Z enačbo tanke leče razloži, zakaj premikanje predmeta dlje od leče (večji d_o) naredi, da razdalja slike se krči proti goriščni razdalji.

Kje se to pokaže onkraj laboratorija

• Vsak poskus da negativno povečavo. Razloži, kaj negativen m fizikalno pomeni za usmerjenost slike glede na predmet.
• Objektiv kamere oblikuje realno sliko na senzorju za vsak predmet onkraj goriščne razdalje. Z svojimi podatki razloži, zakaj fotografiranje nečesa zelo daleč (d_o ≫ f) vedno postavi sliko zelo blizu goriščne ravnine.

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

1. Bliže ali dlje?
2. Premakni predmet dlje
3. Zajemi sliko
4. Odpri podatke
5. Razloži svoje dokaze

Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.

Odpri interaktivni laboratorij →

Prenesi delovni list →

Enačba tanke leče