ทัศนศาสตร์
จุดโฟกัส — รังสีขนาน
วัตถุที่ F ลำแสงที่ออกมาขนานกันและภาพเกิดที่อนันต์
จุดโฟกัส — รังสีขนาน — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ วัตถุที่ F ลำแสงที่ออกมาขนานกันและภาพเกิดที่อนันต์ ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
จุดโฟกัส
วางวัตถุที่จุดโฟกัส: รังสีที่ออกมาขนานกันและภาพเกิดที่ระยะอนันต์
เมื่อวัตถุอยู่ที่จุดโฟกัสพอดี รังสีหักเหจะออกจากเลนส์ขนานกัน—ภาพเกิดที่ระยะอนันต์ กรณีขอบเขตนี้แยกภาพจริง (วัตถุอยู่นอก F) ออกจากภาพเสมือน (วัตถุอยู่ใน F) พรีเซตนี้ทำให้ติดตามรังสีขาออกที่ขนานกันบนแผนภาพรังสีได้ง่าย
- d_o = f → d_i → ∞
- รังสีออกมาขนานกัน
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
เมื่อวัตถุเข้าใกล้ระยะโฟกัสของเลนส์นูนจากพ้นระยะโฟกัส ระยะภาพจะเป็นอย่างไร
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ระยะภาพหดเข้าหาศูนย์
- ระยะภาพคงที่โดยประมาณ
- ระยะภาพโตไม่จำกัด แยกออกไปอนันต์เมื่อวัตถุไปถึงจุดโฟกัสพอดี
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะวัตถุ d_o (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะภาพ d_i (cm)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ focal-point แล้วกดรีเซ็ต ระยะโฟกัสของเลนส์ตายตัวที่ 10 cm
- เปิดค่าแสดงระยะภาพ
- ตั้งระยะวัตถุของแต่ละรอบ (เข้าใกล้ระยะโฟกัสจากพ้นออกมา) แล้วบันทึกระยะภาพ
สมการควบคุม
สมการเลนส์บางใกล้จุดโฟกัส — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
เมื่อระยะวัตถุ d_o เข้าใกล้ระยะโฟกัส f ตัวหาร (d_o − f) ใน d_i = d_o·f/(d_o − f) เข้าใกล้ศูนย์ ส่งระยะภาพไปที่อนันต์ ภาพ 'หนี' ไปยังจุดที่ไกลอนันต์
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i = d_o·f/(d_o − f) โดยใช้ f = 10 cm เทียบกับตาราง
- ใช้สมการเลนส์บางอธิบายว่าเหตุใดเมื่อ d_o − f เข้าใกล้ศูนย์ (จากฝั่งบวก) d_i จึงพุ่งไปอนันต์บวก
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- เมื่อวัตถุอยู่ที่จุดโฟกัสพอดี ลำแสงที่ออกจากเลนส์ขนานกันสมบูรณ์ — ภาพ “ที่อนันต์” อธิบายว่าเหตุใดประภาคารหรือไฟฉายค้นหาจึงวางหลอดไว้ที่จุดโฟกัสของเลนส์ (หรือกระจก) พอดี
- การจัดวางเป๊ะนี้ — แหล่งกำเนิดที่จุดโฟกัสให้ลำแสงออกขนานกัน — เรียกว่าคอลลิเมเตอร์ ใช้สร้างลำขนานสำหรับเครื่องมือปฏิบัติการ เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงอาจต้องการลำแสงขนานสมบูรณ์สำหรับการทดลองบางชนิด
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่ จุดโฟกัส
- เลือกวัตถุ
- กดเล่น
- รังสีออกมาขนานกัน
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ