Оптика

Виправлена гіперметропія

Збиральна лінза (додатна сила) повертає відстань читання в діапазон, і близький предмет фокусується.

Виправлена гіперметропія — інтерактивне моделювання: Оптика. Збиральна лінза (додатна сила) повертає відстань читання в діапазон, і близький предмет фокусується. Безкоштовна браузерна віртуальна фізична лабораторія з живими вимірюваннями в СІ та керованим заняттям.

Корекція гіперметропії

Збиральна лінза (додатна сила) повертає відстань читання в діапазон, і близький предмет фокусується.

Випукла коригувальна лінза дає додаткову збиральну силу, потрібну для близьких задач, тягнучи зображення вперед на сітківку. Окуляри для читання використовують додатну силу, узгоджену з відстанню ближньої точки пацієнта.

• Збиральна лінза
• Ближня точка в межах

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

Збиральна коригувальна лінза гіперметропного ока (тут f = 33 cm) призначена робити близький предмет таким, що здається на (висунутій) ближній точці ока. Що стається з відстанню до зображення, коли справжній предмет наближається до власного фокусу лінзи?

Прогнози для зважування

• Відстань до зображення лишається приблизно сталою.
• Вона швидко зростає за модулем — коли справжня відстань до предмета наближається до фокусної відстані лінзи, відстань до уявного зображення драматично змінюється.
• Відстань до зображення стискається до нуля.

Ролі змінних

Що ви задаєте:

• Справжня відстань до предмета d_o (cm)

Що ви вимірюєте:

• Відстань до зображення коригувальної лінзи d_i (cm)

Як проходить дослідження

1. Відкрийте пресет hyperopia-corrected та натисніть «Скинути». Коригувальна збиральна лінза має f = 33 cm.
2. Увімкніть показ відстані до зображення коригувальної лінзи.
3. Задайте справжню (близьку) відстань до предмета для кожного заміру та запишіть відстань до уявного зображення, утвореного коригувальною лінзою.

Керівне рівняння

Як працюють лінзи окулярів для читання — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)

Збиральна коригувальна лінза бере близький предмет (всередині розмитого ближньоточного діапазону ока) та утворює уявне зображення далі — на або за фактичною ближньою точкою ока — дозволяючи гіперметропному оку фокусуватися на цьому зображенні.

Що друкований робочий аркуш пропонує учням обчислити

• Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = 33 cm. Порівняйте з таблицею.
• Поясніть, чому для відстані до предмета значно під фокусною (як у всіх трьох замірах тут) лінза утворює далеке уявне зображення — виносячи занадто близький предмет «назовні» туди, де гіперметропне око може фактично на ньому фокусуватися.

Де це трапляється за межами лабораторії

• Обчисліть збільшення m = −d_i/d_o для кожного заміру. Поясніть, чому окуляри для читання з такою установкою також збільшують видимий розмір того, що ви читаєте, як побічний ефект віддалення його уявного зображення.
• Фокус f = 33 cm цієї лінзи приблизно відповідає коригувальній силі, потрібній для ближньої точки близько 100 cm (перевірте з формулою hyperopia: P = 4 − 1 = 3 D, тож f = 1/3 м ≈ 33 cm). Підтвердьте, що це описує ту саму лінзу двома способами.

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

1. Вітаємо у виправленій гіперметропії
2. Виберіть коригувальну лінзу
3. Натисніть «Запустити»
4. Збиральна корекція
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