光学
近视矫正
凹透镜(负光焦度)把远点移到无穷远,远处物体随即变清晰。
近视矫正——交互式光学模拟。凹透镜(负光焦度)把远点移到无穷远,远处物体随即变清晰。 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。
近视矫正
凹透镜(负光焦度)把远点移到无穷远,远处物体随即变清晰。
凹透镜(发散镜)在光线进入眼睛前将其散开,使远处物体的焦平面向后移到视网膜上。所选镜片光焦度使远点移至无穷远——这是矫正近视的标准方法。
- 发散透镜
- 远点 → ∞
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。
探究问题
近视眼的发散矫正镜片(此处 f = -70 厘米)旨在使远处的物体看起来位于眼睛的远点。无论实际物体距离有多远,这是否都以相同的方式工作?
需要权衡的预测
- 在这套光具座实际能达到的物距范围内,虚像距离仍随真实物距大幅变化——它还远未稳定到接近远点。
- 是的 - 对于任何足够远的物体,发散透镜都会形成非常接近其自身焦点(靠近远点)的虚像,无论确切的真实距离如何。
- 校正透镜根本不会改变有效图像距离。
变量角色
您设置的内容:
- 真实物距d_o (cm)
您测量的内容:
- 校正透镜像距d_i (cm)
探究如何进行
- 打开「矫正近视:发散镜片的实际工作原理(myopia-corrected)」预设并按重置。矫正发散镜片的 f = -70 cm,与眼睛的远点相匹配。
- 启用矫正透镜的像距读数。
- 设置每次试验的真实物距(均相当远)并记录校正透镜形成的虚像距离。
控制方程
矫正镜片如何重定向光线 — dᵢ = dₒ·f/(dₒ − f)
一个发散矫正镜片,其焦距f等于(眼睛远点的负数),成像一个真正的远处物体——许多百厘米外,远远超过台式工作台所能达到的距离——在(或非常接近)那个远点,正是近视眼仍然可以聚焦的地方。比这更近时,如这个实验工作表本身的试验所示,随着物体距离的变化,图像仍然明显改变。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一次试验,使用 f = −70 cm 从 1/f = 1/d_o + 1/d_i 计算 d_i。与表比较。
- 您的表格显示d_i仍在显著变化,即使在这个工作台能够达到的最大物体距离处(d_o = 100 cm,d_i仅是到f = −70 cm的距离的58.8%)。使用1/f = 1/d_o + 1/d_i,解释为什么d_i需要许多百厘米长的d_o才能真正接近f——这种修正只在物体远离这个工作台能放置的距离得多时才真正接近完美,而不是对每个'远处'物体。
这在实验室之外的地方表现出来
- 这就是矫正镜片背后的实际机制:它们并不改变眼睛自身晶状体的行为——而是预先处理光线,让眼睛在它已经能够聚焦的距离上"看到"矫正后的像。请解释为什么这意味着矫正镜片是与眼睛自身的光学系统协同工作,而不是取而代之。
- 将本实验固定的f = −70 cm,与myopia实验中远点 = 70 cm时的矫正度数计算(P = −100/70 ≈ −1.43 D,因此f = 1/P ≈ −70 cm)进行比较。请确认这是同一片透镜,只是用两种不同方式(焦距与屈光度)描述。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习近视矫正
- 选择矫正透镜
- 点击播放
- 凹透镜矫正
- 打开属性面板
- 完成了!
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。