Linstillverkarekvationen: Brännvidd ur krökning

1 · Förutsäg

En lins brännvidd kommer från dess glasindex och krökningen på dess två ytor. Ökar eller minskar brännvidden om en yta görs plattare (större krökningsradie)?

• Ökar — en plattare yta (större radie) böjer ljuset svagare, vilket ger längre brännvidd.
• En plattare yta minskar brännvidden.
• Ytkrökningen påverkar inte brännvidden, bara glasindexet gör det.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Linstillverkarekvationen och tryck på Återställ. Denna lins har index n = 1.5, med sin andra ytas radie låst till R₂ = −20 cm.
2. Aktivera avläsningen av brännvidden.
3. Ställ in första ytans krökningsradie för varje försök och notera resulterande brännvidd.

3 · Samla data

Rita brännvidden f (y-axeln) mot R₁ (x-axeln) för dina tre försök.

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök f ur 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) med n = 1.5, R₂ = −20 cm. Jämför med tabellen.
2. Förklara, med hjälp av linstillverkarekvationen, varför det att öka R₁ (göra första ytan plattare/mindre krökt) ökar brännvidden — en plattare lins böjer ljuset mindre.

5 · Utvidga

1. Denna lins har R₁ > 0 och R₂ < 0 — båda ytorna buktar utåt (en bikonvex lins), den starkaste av de vanliga konvergerande formerna. Förklara, med hjälp av linstillverkarekvationen, varför en plankonvex lins (en platt sida, R = ∞) har längre brännvidd än en bikonvex lins av samma glas och jämförbar krökning.
2. Tillverkare av glasögonlinser väljer ytkrökningar (inte bara glasindex) för att uppnå en ordinerad brännvidd samtidigt som vikt och kantjocklek hålls under kontroll. Förklara, med hjälp av linstillverkarekvationens struktur, varför två olika (R₁, R₂)-par kan ge exakt samma brännvidd.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik