ทัศนศาสตร์
เลนส์ผู้ผลิตเลนส์ (จากรัศมี)
ความยาวโฟกัสของเลนส์นี้มาจากความโค้งของผิวเลนส์และดัชนีหักเหของแก้ว: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
เลนส์ผู้ผลิตเลนส์ (จากรัศมี) — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ ความยาวโฟกัสของเลนส์นี้มาจากความโค้งของผิวเลนส์และดัชนีหักเหของแก้ว: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
สมการผู้ผลิตเลนส์
ทางยาวโฟกัสของเลนส์นี้เกิดจากความโค้งของผิวเลนส์และดัชนีหักเหของแก้ว: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
สูตรผู้ผลิตเลนส์ 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) แสดงว่าทางยาวโฟกัสเกิดจากความโค้งและดัชนีหักเหของแก้ว พรีเซ็ตนี้สร้างเลนส์จากรัศมีความโค้งที่กำหนดไว้ชัดเจน เพื่อให้ทดสอบได้ว่าความโค้งที่มากขึ้นหรือแก้วที่มีดัชนีหักเหสูงขึ้นทำให้ f สั้นลงอย่างไร
- 1/f = (n−1)(1/R₁−1/R₂)
- f จากความโค้ง
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
ระยะโฟกัสของเลนส์มาจากดัชนีหักเหของกระจกกับความโค้งของผิวทั้งสอง การทำผิวหนึ่งให้แบนขึ้น (รัศมีความโค้งใหญ่ขึ้น) เพิ่มหรือลดระยะโฟกัส
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- เพิ่มขึ้น — ผิวที่แบนกว่า (รัศมีใหญ่กว่า) หักเหแสงอ่อนกว่า จึงได้ระยะโฟกัสยาวกว่า
- ผิวที่แบนกว่าลดระยะโฟกัส
- ความโค้งผิวไม่กระทบระยะโฟกัส มีแต่ดัชนีกระจก
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- รัศมีผิวแรก R₁ (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะโฟกัส f (cm)
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท lensmaker แล้วกดรีเซ็ต เลนส์นี้มีดัชนีหักเห n = 1.5 โดยรัศมีผิวที่สองคงที่ R₂ = −20 cm
- เปิดค่าแสดงระยะโฟกัส
- ตั้งรัศมีความโค้งของผิวแรกในแต่ละรอบแล้วบันทึกระยะโฟกัสที่ได้
สมการควบคุม
สมการผู้ผลิตเลนส์ — 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂)
ระยะโฟกัสของเลนส์บางมาจากดัชนีหักเหของกระจกกับความโค้งของผิวทั้งสองโดยตรง: 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) นี่คือวิธีที่ผู้ออกแบบเลนส์ทำนายพฤติกรรมทางแสงจากพารามิเตอร์การผลิตจริง
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ f จาก 1/f = (n−1)(1/R₁ − 1/R₂) โดยใช้ n = 1.5, R₂ = −20 cm เทียบกับตาราง
- ใช้สมการผู้สร้างเลนส์อธิบายว่าเหตุใดการเพิ่ม R₁ (ทำผิวแรกให้แบน/โค้งน้อยลง) จึงเพิ่มระยะโฟกัส — เลนส์ที่แบนกว่าหักเหแสงน้อยกว่า
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- เลนส์นี้มี R₁ > 0 และ R₂ < 0 ผิวทั้งสองนูนออก (เลนส์นูนสองด้าน) รูปร่างรวมแสงที่พบบ่อยและแรงที่สุด จงใช้สมการผู้ผลิตเลนส์อธิบายว่าทำไมเลนส์นูนระนาบ (ด้านหนึ่งแบบ R = ∞) จึงมีระยะโฟกัสยาวกว่าเลนส์นูนสองด้านที่กระจกเดียวกันและโค้งเทียบเท่า
- ผู้ผลิตเลนส์แว่นเลือกความโค้งผิว (ไม่ใช่แค่ดัชนีกระจก) เพื่อให้ได้ระยะโฟกัสตามใบสั่งแว่นโดยควบคุมน้ำหนักและความหนาขอบ ใช้โครงสร้างของสมการผู้สร้างเลนส์อธิบายว่าเหตุใดคู่ (R₁, R₂) ที่ต่างกันสองคู่จึงให้ระยะโฟกัสเดียวกันพอดีได้
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่ สูตรผู้ผลิตเลนส์
- เลือกเลนส์
- กดเล่น
- ความโค้งกำหนดระยะโฟกัส
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ