Optik

Enkelt förstoringsglas (vinkelförstoring)

I brännviddsplanet skickar en konvergerande lins parallella strålar till ett avslappnat öga; M = N/f (N = 25 cm).

Enkelt förstoringsglas (vinkelförstoring) — interaktiv Optik-simulering. I brännviddsplanet skickar en konvergerande lins parallella strålar till ett avslappnat öga; M = N/f (N = 25 cm). Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

vinkelförstoring

Med föremålet i brännplanet skickar en konvergerande lins parallella strålar till ett avslappnat öga; M = N/f (N = 25 cm).

För att se med avslappnat öga placerar du föremålet i brännplanet hos en lins med kort brännvidd. De utgående strålarna är parallella, den virtuella bilden ligger i oändligheten och vinkelförstoringen är M = N/f för N = 25 cm.

• M = N/f
• N = 25 cm

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Ett enkelt förstoringsglas, använt med ett avslappnat öga, har sitt föremål placerat exakt i linsens brännpunkt. Ger en lins med kortare brännvidd högre eller lägre vinkelförstoring?

Förutsägelser att väga

• En kortare brännvidd ger lägre förstoring.
• Förstoringen beror inte på linsens brännvidd.
• Högre — en kortare brännvidd låter dig komma mycket närmare föremålet än ögets närpunkt utan hjälpmedel skulle tillåta, vilket ger en större skenbar vinkelstorlek.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Linsens brännvidd f (cm)

Det du mäter:

• Vinkelförstoring M

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Enkla förstoringsglaset och tryck på Återställ. Föremålet ligger exakt i linsens brännpunkt (avslappnat öga, virtuell bild i oändligheten).
2. Aktivera avläsningen av vinkelförstoringen.
3. Ställ in linsens brännvidd för varje försök och notera resulterande vinkelförstoring.

Styrande ekvation

Vinkelförstoring med lupp — M = N/f

Ett förstoringsglas använt med ett avslappnat öga och sitt föremål i brännpunkten uppnår vinkelförstoringen M = N/f, där N = 25 cm är standardavståndet till närpunkten. Kortare brännvidd betyder högre förstoring.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök M = N/f med standardavståndet till närpunkten N = 25 cm. Jämför med tabellen.
• Förklara varför en kortare brännvidd ger högre förstoring: den låter det avslappnade ögat se föremålet mycket närmare än dess egen närpunkt utan hjälpmedel någonsin skulle tillåta, vilket får föremålet att spänna över en mycket större vinkel.

Var det här syns utanför labbet

• Förstoringsglas med mycket kort brännvidd (som ger högt M) har också mycket korta arbetsavstånd (föremålet rör nästan vid linsen), vilket blir opraktiskt bortom en viss förstoring. Förklara varför juvelerarluppar och enkla handförstoringsglas sällan överskrider cirka 10×–20×.
• För mycket högre förstoring än vad en enkel lins praktiskt kan uppnå byter optiska konstruktörer till sammansatta system (som i compound-microscope-experimentet). Förklara varför det att kedja ihop två måttligt förstorande steg, i stället för att använda en enda extremt kortbrännviddig lins, är den praktiska lösningen.

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

1. Välkommen till Enkelt förstoringsglas
2. Välj föremålet
3. Tryck på Spela
4. Förstoring vid närapunkt
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Du klarade det!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Tunnlinsformeln