ทัศนศาสตร์
แว่นขยายอย่างง่าย (เชิงมุม)
ที่ระนาบโฟกัส เลนส์นูนจะส่งรังสีขนานไปยังตาที่ผ่อนคลาย; M = N/f (N = 25 cm)
แว่นขยายอย่างง่าย (เชิงมุม) — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ ที่ระนาบโฟกัส เลนส์นูนจะส่งรังสีขนานไปยังตาที่ผ่อนคลาย; M = N/f (N = 25 cm) ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
กำลังขยายเชิงมุม
เมื่อวางวัตถุที่ระนาบโฟกัส เลนส์นูนจะส่งรังสีขนานไปยังตาที่ผ่อนคลาย; M = N/f (N = 25 ซม.)
สำหรับการมองด้วยตาที่ผ่อนคลาย ให้วางวัตถุที่ระนาบโฟกัสของเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสสั้น รังสีที่ออกมาจะขนานกัน ภาพเสมือนอยู่ที่ระยะอนันต์ และกำลังขยายเชิงมุมคือ M = N/f เมื่อ N = 25 ซม.
- M = N/f
- N = 25 cm
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
แว่นขยายอย่างง่ายใช้กับตาที่คลายตัว วางวัตถุที่จุดโฟกัสของเลนส์พอดี เลนส์ระยะโฟกัสสั้นกว่าให้กำลังขยายเชิงมุมสูงกว่าหรือต่ำกว่า
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- ระยะโฟกัสสั้นกว่าให้กำลังขยายต่ำกว่า
- กำลังขยายไม่ขึ้นกับระยะโฟกัสของเลนส์
- สูงกว่า — ระยะโฟกัสสั้นกว่าให้เข้าใกล้วัตถุได้มากกว่าจุดใกล้ลำพลงของตา ทำให้ขนาดเชิงมุมปรากฏใหญ่กว่า
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะโฟกัสของเลนส์ f (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- กำลังขยายเชิงมุม M
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ simple-magnifier แล้วกดรีเซ็ต วัตถุอยู่ที่จุดโฟกัสของเลนส์พอดี (ดูด้วยตาคลายตัว ภาพเสมือนที่อนันต์)
- เปิดค่าแสดงกำลังขยายเชิงมุม
- ตั้งระยะโฟกัสของเลนส์ในแต่ละรอบแล้วบันทึกกำลังขยายเชิงมุมที่ได้
สมการควบคุม
กำลังขยายเชิงมุมแว่นขยายอย่างง่าย — M = N/f
แว่นขยายที่ใช้กับตาผ่อนคลายและวางวัตถุที่จุดโฟกัส ให้การขยายเชิงมุม M = N/f โดย N = 25 cm คือระยะจุดใกล้มาตรฐาน ระยะโฟกัสสั้นลงหมายถึงการขยายสูงขึ้น
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ M = N/f โดยใช้ระยะจุดใกล้ตามาตรฐาน N = 25 cm เทียบกับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดระยะโฟกัสสั้นกว่าจึงให้กำลังขยายสูงกว่า มันให้ตาที่คลายตัวดูวัตถุจากใกล้กว่าจุดใกล้ลำพลงของตาเองมาก วัตถุจึงกินมุมกว้างกว่ามาก
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- แว่นขยายระยะโฟกัสสั้นมาก (M สูง) ก็มีระยะทำงานสั้นมากด้วย (วัตถุแทบแตะเลนส์) ซึ่งไม่คุ้มค่าเกินกำลังขยายระดับหนึ่งแล้วกำลังขยายระดับหนึ่ง อธิบายว่าเหตุใดกล้องส่องพลอยของช่างเครื่องเพชรและแว่นขยายมือจึงแทบไม่เกินราว 10×–20×
- สำหรับกำลังขยายสูงกว่าที่เลนส์เดี่ยวทำได้จริง นักออกแบบทัศนศาสตร์หันไปใช้ระบบประกอบ (เหมือนการทดลอง compound-microscope) อธิบายว่าเหตุใดการต่อสองขั้นกำลังขยายปานกลางเข้าด้วยกัน แทนเลนส์ระยะโฟกัสสั้นมากตัวเดียว จึงเป็นทางแก้ที่ใช้ได้จริง
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่ แว่นขยายอย่างง่าย
- เลือกวัตถุ
- กดเล่น
- กำลังขยายที่จุดใกล้สุด
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- คุณทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ