Оптика

Розсіювальна лінза — уявне зображення

Розсіювальна лінза завжди дає зменшене пряме уявне зображення.

Розсіювальна лінза — уявне зображення — інтерактивне моделювання: Оптика. Розсіювальна лінза завжди дає зменшене пряме уявне зображення. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Розсіювальна лінза

Розсіювальна лінза завжди дає зменшене пряме уявне зображення.

Розсіювальні лінзи (та опуклі дзеркала) розходять промені, ніби від фокуса за елементом. Будь-яка відстань до предмета дає уявне пряме менше зображення. Окуляри при міопії використовують це, щоб відсунути дальню точку назовні.

• Завжди уявне зображення
• m < 1 пряме

Короткий опис дослідження

Сплануйте запитання, перш ніж відкрити лабораторію

Короткий відповідає передрендереній сторінці: рушійне запитання, конкуруючі прогнози, ролі змінних, керівні закони, установка, аналіз і підсилення лишаються видимими та в цьому порядку.

Рушійне запитання

Розсіювальна лінза має від'ємну фокусну відстань. Чи утворює вона коли-небудь дійсне збільшене зображення, як може збиральна?

Прогнози для зважування

• Ні — розсіювальна лінза завжди утворює менше пряме уявне зображення, яка б не була відстань до предмета.
• Вона утворює дійсне зображення, коли предмет достатньо далеко.
• Вона завжди утворює дійсне збільшене зображення.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Відстань до предмета d_o (cm)

Що ви вимірюєте:

• Відстань до зображення d_i (cm)
• Збільшення m

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет diverging-virtual та натисніть «Скинути». Фокусна відстань лінзи фіксована −10 cm.
2. Увімкніть покази відстані до зображення та збільшення.
3. Задайте відстань до предмета для кожного заміру та запишіть відстань до зображення і збільшення.

Керівне рівняння

Зображення розсіювальної лінзи — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Розсіювальна лінза має від'ємну фокусну відстань. Підстановка f < 0 у 1/f = 1/d_o + 1/d_i завжди дає від'ємне d_i (уявне) та 0 < m < 1 (зменшене, пряме) для будь-якої додатної відстані до предмета.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = −10 cm, потім m = −d_i/d_o. Порівняйте обидва з таблицею.
• Поясніть, чому, яким би великим не ставав d_o, d_i лишається від'ємним (уявним), а m додатним і меншим за 1 для розсіювальної лінзи — на відміну від поведінки збиральної лінзи в експерименті converging-real.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Очко в дверях використовує розсіювальну лінзу (чи подібний ширококутний дизайн), щоб показувати зменшене ширококутне зображення того, хто зовні. Поясніть, чому зменшене зображення — точно те, що потрібно для призначення очка.
• Коли d_o стає дуже великим (предмет дуже далеко), до чого наближається d_i? Порівняйте з фокусною відстанню лінзи та поясніть фізично, чому уявне зображення розсіювальної лінзи ніколи не може рухатися за її власний фокус.

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

1. Вітаємо в розсіювальній лінзі
2. Виберіть предмет
3. Натисніть «Запустити»
4. Завжди уявне
5. Відкрийте панель властивостей
6. У вас вийшло!

Відкрийте інтерактивне моделювання, щоб зібрати сцену, натиснути «Запустити» та дослідити з живими вимірюваннями й керованим заняттям.

Відкрити інтерактивну лабораторію →

Завантажити лабораторний аркуш →

Формула тонкої лінзи