ทัศนศาสตร์
เลนส์นูน — ภาพจริง
วัตถุอยู่เลยระยะ f: ภาพจริงและกลับหัวเกิดขึ้นอีกด้านหนึ่ง (m = −dᵢ/dₒ)
เลนส์นูน — ภาพจริง — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ วัตถุอยู่เลยระยะ f: ภาพจริงและกลับหัวเกิดขึ้นอีกด้านหนึ่ง (m = −dᵢ/dₒ) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
การเกิดภาพจากเลนส์บาง
วัตถุอยู่นอก f: ภาพจริงกลับหัวเกิดขึ้นอีกด้านหนึ่ง (m = −dᵢ/dₒ)
สมการเลนส์บาง 1/f = 1/d_o + 1/d_i ใช้หาตำแหน่งภาพ เมื่อ d_o > f ระยะภาพจะเป็นบวก ดังนั้นรังสีจะรวมกันเป็นภาพจริงอีกด้านหนึ่ง เครื่องหมายลบของกำลังขยายบ่งบอกการกลับหัว พรีเซ็ตนี้วางวัตถุไว้นอก f เพื่อให้ภาพคมชัดและอยู่บนสเกลของโต๊ะแสง
- 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- m = −d_i/d_o
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
วัตถุอยู่พ้นระยะโฟกัสของเลนส์นูน เมื่อเลื่อนมันให้ไกลจากเลนส์ขึ้น ภาพจริงที่เกิดอีกฟากจะเข้าใกล้เลนส์หรือไกลออกไป
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- เข้าใกล้เลนส์ — วัตถุที่ไกลกว่าเกิดภาพใกล้จุดโฟกัส
- ไกลออกจากเลนส์
- ระยะภาพไม่ขึ้นกับระยะวัตถุ
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะวัตถุ d_o (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะภาพ d_i (cm)
- กำลังขยาย m
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ converging-real แล้วกดรีเซ็ต ระยะโฟกัสของเลนส์ตายตัวที่ 10 cm
- เปิดค่าแสดงระยะภาพและกำลังขยาย
- ตั้งระยะวัตถุของแต่ละรอบแล้วบันทึกระยะภาพและกำลังขยาย
สมการควบคุม
สมการเลนส์บาง — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
สำหรับเลนส์บาง ระยะวัตถุ ระยะภาพ และระยะโฟกัสสัมพันธ์กันด้วย 1/f = 1/d_o + 1/d_i สมการเดียวนี้ครอบคลุมทั้งเลนส์นูนและเลนส์เว้า โดยใช้ระยะที่มีเครื่องหมาย
กำลังขยายตามขวาง — m = −dᵢ/dₒ
ขนาดของภาพเทียบกับวัตถุคือ m = −d_i/d_o ค่า m ติดลบหมายถึงภาพหัวกลับ |m| > 1 หมายถึงภาพถูกขยาย
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i จาก 1/f = 1/d_o + 1/d_i โดยใช้ f = 10 cm แล้วหา m = −d_i/d_o เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- ใช้สมการเลนส์บางอธิบายว่าเหตุใดการเลื่อนวัตถุให้ไกลจากเลนส์ (เพิ่ม d_o) จึงทำให้ระยะภาพหดเข้าหาระยะโฟกัส
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- ทุกรอบให้กำลังขยายเป็นลบ อธิบายว่า m ที่เป็นลบหมายถึงอะไรทางกายภาพเกี่ยวกับการหมุนของภาพเทียบกับวัตถุ
- เลนส์กล้องสร้างภาพจริงบนเซนเซอร์สำหรับวัตถุใด ๆ ที่พ้นระยะโฟกัส ใช้ข้อมูลของคุณอธิบายว่าเหตุใดการถ่ายภาพวัตถุที่ไกลมาก (d_o ≫ f) จึงวางภาพไว้ใกล้ระนาบโฟกัสมากเสมอ
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ใกล้หรือไกล?
- เลื่อนวัตถุให้ไกลขึ้น
- บันทึกภาพ
- เปิดดูข้อมูล
- อธิบายหลักฐานของคุณ
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ