Optički instrument Formula Oči Naočale Dvogled

Primjeri pitanja i formula za optičke instrumente, oči, naočale, dvogled

Mata

1. Jedan od prirodnih optičkih instrumenata je oko. U procesu gledanja, slika se formira...

1. Tačno, uspravno, tačno na mrežnjači
2. Tačno, invertovano, tačno na mrežnjači
3. Virtualno, uspravno, direktno na mrežnjači
4. Maja, naopako, pravo na mrežnjaču

Diskusija
Bliska udaljenost prosječnog normalnog oka je 25 cm. Bliska udaljenost je najmanja udaljenost koju oko može fokusirati. Prečnik ljudskog oka je naravno manji od 25 cm, tako da je i žarišna daljina očnog sočiva manja od 25 cm. Stoga, udaljenost objekta (s) mora biti veća od žarišne daljine sistema očnih sočiva (f).

Sistem očnog sočiva je konveksno sočivo. Stoga, slika koju formira sistem očnog sočiva tokom procesa gledanja ima ista svojstva kao i slika koju formira konveksno sočivo. Karakteristike slike koju formira sistem očnog sočiva kada je udaljenost objekta (s) veća od žižne daljine (f), uključuju:
– Stvarno ili istinito
- Unazad
– Smanjeno
– Direktno na mrežnjaču

Slika mora biti precizno pozicionirana na mrežnjači jer mrežnjača pretvara svjetlosne valove u električne signale koji se prenose u mozak. Čak i ako je slika obrnuta, ljudski mozak je prikazuje uspravno, tako da objekti koje vidi oko izgledaju uspravno.

Tačan odgovor je B.

Naočale

2. Osoba ima udaljenost za blizinu od 16 cm i udaljenost od 80 cm. Ako nosi naočale, može jasno vidjeti vrlo udaljene objekte. Korištenjem ovih naočala, udaljenost do najbližeg objekta koji može jasno vidjeti je….

1. 13 1/3 cm
2. 20 cm
3. 36 cm
4. 48 1/3 cm

Diskusija
Poznato je da:
Dalekovida tačka vida osobe je samo 80 cm, pa se može zaključiti da je osoba dalekovida.
Kratkovidnost nastaje zato što je sistem sočiva oka zakrivljeniji ili manje ravan nego što bi trebao biti u normalnom oku, što smanjuje njegovu žarišnu daljinu. To uzrokuje da se svjetlosni zraci s objekata u beskonačnosti (dalekoj tački) fokusiraju ispred mrežnjače umjesto na mrežnjaču.
Pitao/la: Udaljenost najbližeg objekta koja se može jasno vidjeti pomoću naočala
Odgovor:
Dalja tačka osobe je 80 cm. Naočalne leće trebaju formirati sliku 80 cm ispred nje. Slika je ispred oka i naočalnih leća, tako da je slika virtualna i uspravna. Dakle, udaljenost slike (s') = -80 cm.
Ako osoba nosi naočale, može jasno vidjeti vrlo udaljene predmete. Dakle, udaljenost predmeta (s) = dalja tačka normalnog oka = beskonačno = ~.

Žižna daljina okulara:
1/f = 1/s + 1/s'
1/f = 1/~ + (- 1/80)
1/f = 0 – 1/80
1/f = – 1/80
f = – 80 / 1
f = – 80 cm
Negativna žižna daljina znači da je korišteno sočivo za naočale konkavno ili divergentno.

Ako osoba koristi iste naočale, koja je udaljenost najbližeg objekta koji se može jasno vidjeti? Žižna daljina sočiva (f) = -80 cm. Sočivo mora formirati sliku na udaljenosti od 16 cm ispred oka i sočiva tako da slika bude virtualna i ima negativni predznak. Dakle, udaljenost slike (s') = -16 cm.
1/s = 1/f – 1/s' = -1/80 – (-1/16) = -1/80 + 1/16 = -1/80 + 5/80 = 4/80
s = 80/4 = 20 cm.
Najbliži objekt koji može jasno vidjeti udaljen je 20 cm.
Tačan odgovor je B.

3. Naočale su alat koji vam pomaže da jasno vidite. Često viđate svoje prijatelje kako nose naočale. Kako se odvija ispravan put svjetlosnih zraka kroz leće koje nose vaši prijatelji?

Diskusija

Na osnovu slike, korišteno naočalno sočivo je konkavno sočivo. Putanja dolaznog svjetlosnog snopa koju prelama konkavno sočivo trebala bi biti kao u odgovoru B.

4. Posmatrajte sljedeću sliku puta svjetlosti kroz oko prije i poslije nošenja naočala. Na osnovu slike može se zaključiti da…
Diskusija
Dalekovidnost = hipermetropija
Konvergentna leća = konveksna leća = pozitivna leća
Tačan odgovor je B.

Dvogled

5. Uvećanje teleskopa dužine 10 cm je 3. Žižna daljina objektiva i žižna daljina okulara su respektivno….

1. 5 cm i 5 cm
2. 7,5 cm i 2,5 cm
3. 2,5 cm i 7,5 cm
4. 4 cm i 6 cm

Diskusija
Poznato je da:
Binokularno uvećanje (M) = 3
Dužina teleskopa (l) = 10 cm
Pitao/la: Žižna daljina objektiva i žižna daljina okulara
Odgovor:
Formula za dužinu teleskopa (l) kada je oko u minimalnom položaju akomodacije:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Jednačina 1

Formula za uvećanje dvogleda (M) kada je oko u minimalnoj akomodaciji:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 f_ok - Jednačina 2

Zamijeni f_ob on persaman 1 sa f_ok on persaman 2 :
10 cm = f_ob +f_ok 
10 cm = 3 f_ok +f_ok 
10 cm = 4 f_ok
f_ok = 10 cm / 4
f_ok = 2,5 cm
Žižna daljina okulara = 2,5 cm
Žižna daljina objektiva = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Žižna daljina objektiva i žižna daljina okulara iznose 7,5 cm i 2,5 cm respektivno.
Tačan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja OSN za fiziku u osnovnoj školi