ทัศนศาสตร์

เลนส์เว้า — ภาพเสมือน

เลนส์เว้าให้ภาพเสมือนตั้งตรงย่อเล็กเสมอ

เลนส์เว้า — ภาพเสมือน — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ เลนส์เว้าให้ภาพเสมือนตั้งตรงย่อเล็กเสมอ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ

เลนส์เว้า

เลนส์เว้าสร้างภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเล็กลงเสมอ

เลนส์เว้า (และกระจกนูน) กระจายแสงราวกับมาจากจุดโฟกัสด้านหลังชิ้นเลนส์ ทุกระยะวัตถุให้ภาพเสมือนหัวตั้งขนาดเล็กลง แว่นสายตาสำหรับสายตาสั้นใช้หลักการนี้ผลักจุดไกลสุดออกไป

• ภาพเสมือนเสมอ
• m < 1 หัวตั้ง

สรุปการสืบสวน

วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ

บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้

คำถามขับเคลื่อน

เลนส์เว้ามีระยะโฟกัสติดลบ มันเคยสร้างภาพจริงที่ขยายขึ้นอย่างที่เลนส์นูนทำได้หรือไม่

คำทำนายที่ต้องชั่งใจ

• ไม่ — เลนส์เว้าสร้างภาพเสมือนตั้งตรงที่เล็กลงเสมอ ไม่ว่าระยะวัตถุเท่าใด
• มันสร้างภาพจริงเมื่อวัตถุไกลพอ
• มันสร้างภาพจริงที่ขยายขึ้นเสมอ

บทบาทของตัวแปร

สิ่งที่คุณตั้ง:

• ระยะวัตถุ d_o (cm)

สิ่งที่คุณวัด:

• ระยะภาพ d_i (cm)
• กำลังขยาย m

การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ diverging-virtual แล้วกดรีเซ็ต ระยะโฟกัสของเลนส์ตายตัวที่ −10 cm
2. เปิดค่าแสดงระยะภาพและกำลังขยาย
3. ตั้งระยะวัตถุของแต่ละรอบแล้วบันทึกระยะภาพและกำลังขยาย

สมการควบคุม

การเกิดภาพจากเลนส์เว้า — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

เลนส์เว้ามีระยะโฟกัสติดลบ การแทน f < 0 ใน 1/f = 1/d_o + 1/d_i ให้ d_i ติดลบเสมอ (ภาพเสมือน) และ 0 < m < 1 (ย่อ ตั้งตรง) สำหรับระยะวัตถุบวกใด ๆ

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
• อธิบายว่าเหตุใดไม่ว่า d_o จะใหญ่เพียงใด d_i ก็ติดลบ (ภาพเสมือน) และ m เป็นบวกน้อยกว่า 1 เสมอสำหรับเลนส์เว้า — ต่างจากพฤติกรรมเลนส์นูนในการทดลอง converging-real

สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ

• ตาแมวประตูใช้เลนส์เว้า (หรือดีไซน์มุมกว้างคล้ายกัน) เพื่อแสดงภาพย่อของคนข้างนอกในมุมมองกว้าง อธิบายว่าเหตุใดภาพย่อจึงเป็นสิ่งที่ตาแมวต้องการพอดี
• เมื่อ d_o ใหญ่มาก (วัตถุไกลมาก) d_i เข้าใกล้ค่าใด เทียบกับระยะโฟกัสของเลนส์ และอธิบายทางกายภาพว่าเหตุใดภาพเสมือนของเลนส์เว้าจึงไปพ้นจุดโฟกัสของตัวเองไม่ได้เลย

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

1. ยินดีต้อนรับสู่ เลนส์เว้าภาพเสมือน
2. เลือกวัตถุ
3. กดเล่น
4. เป็นภาพเสมือนเสมอ
5. เปิดแผงคุณสมบัติ
6. คุณทำได้แล้ว!

เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ

เปิดห้องแล็บโต้ตอบ →

ดาวน์โหลดใบงาน →

สมการเลนส์บาง