v2.0.9794.34739
Fizyka dla każdego

Fale i optyka · wirtualne doświadczenie

Soczewka cienka: gdzie powstaje obraz?

Przesuwaj przedmiot, zmieniaj ogniskową i porównuj obrazy rzeczywiste, pozorne oraz przypadek przedmiotu w ognisku.

Najpierw przewidź

Co stanie się z obrazem, gdy przedmiot minie ognisko soczewki skupiającej?

Soczewka skupiająca f = 20 cm tworzy dla przedmiotu w odległości 60 cm obraz w odległości 30 cm po drugiej stronie. Obraz jest odwrócony i dwukrotnie mniejszy. Po przysunięciu przedmiotu na 10 cm obraz staje się pozorny, leży 20 cm przed soczewką i jest dwukrotnie większy.

Ustaw doświadczenie

Porównaj swoje próby

Zapisz ustawienia i odczyty, zmień jeden parametr i zapisz kolejną próbę. To wyniki modelu. Tabela pozostaje na tej stronie do jej zamknięcia; możesz pobrać ją jako CSV.

Brak zapisanych prób. Możesz porównać do 20 prób.

Jak działa ten model?

Przedmiot znajduje się po lewej stronie soczewki. Jego odległość u jest dodatnia. Ogniskowa f jest dodatnia dla soczewki skupiającej i ujemna dla rozpraszającej. Równanie 1/f = 1/u + 1/v wyznacza położenie obrazu: v > 0 oznacza obraz po prawej, a v < 0 po lewej stronie.

Niebieski promień pada równolegle do osi i po przejściu przez soczewkę biegnie przez ognisko albo odchyla się tak, jakby wychodził z ogniska. Zielony przechodzi przez środek soczewki bez zmiany kierunku. Linie przerywane są przedłużeniami; nie pokazują rzeczywistego biegu światła wstecz.

Powiększenie poprzeczne wynosi M = −v/u, a wysokość obrazu h′ = Mh. Ujemny znak oznacza obraz odwrócony, dodatni — prosty. Obraz rzeczywisty można uzyskać na ekranie; obrazu pozornego nie da się w ten sposób uchwycić.

Gdy u = f > 0, promienie za soczewką są równoległe: nie ma obrazu w skończonej odległości. Blisko ogniska obraz może wyjść poza kadr; wartości nadal pozostają w odczytach. Oś pozioma jest w centymetrach, pionowa w milimetrach. Różne skale powiększają małe wysokości, więc nie odczytuj z rysunku rzeczywistych kątów promieni.

Założenia i granice

  • Idealna cienka soczewka i przybliżenie przyosiowe; pomijamy grubość soczewki, aberracje i dyfrakcję.
  • Przedmiot jest rzeczywisty i znajduje się w jednorodnym ośrodku; po obu stronach soczewki jest ten sam ośrodek.
  • Pionowy symbol soczewki nie określa jej rzeczywistej średnicy. Model nie oblicza jasności obrazu ani ograniczenia wiązki przez oprawę.

Sprawdź samodzielnie

Ustaw soczewkę skupiającą f = 20 cm i wysokość przedmiotu h = 5 mm. Porównaj u = 60 cm, 20 cm i 10 cm. Zanim przesuniesz suwak, przewiduj stronę i orientację obrazu.

Sprawdź rozwiązanie

Dla u = 60 cm: v = fu/(u − f) = 30 cm, M = −0,5 i h′ = −2,5 mm; obraz jest rzeczywisty i odwrócony. Dla u = 20 cm nie ma skończonego v — promienie wychodzą równolegle. Dla u = 10 cm: v = −20 cm, M = 2 i h′ = 10 mm; obraz jest pozorny, prosty i dwa razy większy.

Podstawy fizyczne

Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.