光学
凸透镜——实像
物在焦距外:在另一侧形成倒立实像(m = −dᵢ/dₒ)。
凸透镜——实像——交互式光学模拟。物在焦距外:在另一侧形成倒立实像(m = −dᵢ/dₒ)。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
薄透镜成像
物在焦距外:在透镜另一侧形成倒立实像(m = −dᵢ/dₒ)。
薄透镜方程 1/f = 1/d_o + 1/d_i 确定像的位置。当 d_o > f 时,像距为正,光线在透镜另一侧会聚成实像。放大率为负表示像倒立。本预设将物体置于焦距以外,使像清晰且位于光具座量程范围内。
- 透镜公式 1/f = 1/d_o + 1/d_i
- 放大率 m = −d_i/d_o
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
物体位于会聚透镜焦距之外。当您将其远离透镜时,另一侧形成的实像是离透镜更近还是更远?
预测权重
- 离透镜越近——越远的物体在离焦点越近的地方形成图像。
- 离透镜较远。
- 像距不依赖于物距。
可变角色
您设置的内容:
- 物距d_o (cm)
您测量的内容:
- 像距d_i (cm)
- 放大倍数米
调查如何进行
- 打开「会聚透镜:2f 以上的真实图像(converging-real)」预设并按重置。透镜的焦距固定为10厘米。
- 启用像距与放大率读数。
- 设置每次试验的物距并记录图像距离和放大倍数。
控制方程
薄透镜方程 — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
对于薄透镜,物距、像距和焦距的关系为 1/f = 1/d_o + 1/d_i。这个单一方程涵盖了会聚和发散透镜,使用有符号的距离。
横向放大倍率 — m = −dᵢ/dₒ
图像相对于物体的大小为 m = −d_i/d_o。负m表示倒像; |米| > 1 表示图像被放大。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一次试验,使用 f = 10 cm,根据 1/f = 1/d_o + 1/d_i 计算 d_i,然后 m = −d_i/d_o。将两者与表进行比较。
- 请利用薄透镜方程解释,为什么将物体移离透镜更远(增大d_o)会使像距逐渐缩小并趋近焦距。
这在实验室之外的地方表现出来
- 每次试验都会给出负放大率。解释负 m 在物理上对于图像相对于物体的方向意味着什么。
- 相机镜头在传感器上对超出焦距的任何物体形成真实图像。使用您的数据解释为什么拍摄很远的物体 (d_o ≫ f) 总是使图像非常靠近焦平面。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 更近还是更远?
- 把物体移得更远
- 记录像
- 打开数据
- 解释你的证据
打开交互式模拟以构建场景,点击运行,并通过实时测量和引导式教程进行探索。