Binoculars de fórmula d'instruments òptics

Exemples de preguntes i fórmules per a instruments òptics, ulls, ulleres, binoculars

Mata

1. Un dels instruments òptics naturals és l'ull. En el procés de veure, es forma una imatge...

1. Vertader, dret, just a la retina
2. Cert, invertit, just a la retina
3. Virtual, vertical, just a la retina
4. Maia, cap per avall, just a la retina

Discussió
El punt proper de l'ull normal mitjà és de 25 cm. El punt proper és la distància més curta que l'ull pot enfocar. El diàmetre de l'ull humà és, naturalment, inferior a 25 cm, de manera que la distància focal del cristal·lí també és inferior a 25 cm. Per tant, la distància a l'objecte (s) ha de ser més gran que la distància focal del sistema de lents de l'ull (f).

El sistema de lents oculars és una lent convexa. Per tant, la imatge formada pel sistema de lents oculars durant el procés de visualització té les mateixes propietats que la imatge formada per una lent convexa. Les característiques de la imatge formada pel sistema de lents oculars quan la distància de l'objecte (s) és més gran que la distància focal (f) inclouen:
– Real o veritable
- Cap enrere
– Reduït
– Directament a la retina

La imatge ha d'estar posicionada amb precisió a la retina perquè la retina converteix les ones de llum en senyals elèctrics que es transmeten al cervell. Tot i que la imatge està invertida, el cervell humà la representa verticalment, de manera que els objectes que veu l'ull apareixen drets.

La resposta correcta és B.

Ulleres

2. Una persona té un punt proper de 16 cm i un punt llunyà de 80 cm. Si porta ulleres, pot veure objectes molt distants amb claredat. Amb aquestes ulleres, la distància a l'objecte més proper que pot veure amb claredat és...

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

Discussió
Se sap que:
El punt llunyà de la persona és a només 80 cm, per la qual cosa es pot concloure que la persona és hipermetropa.
La miopia es produeix perquè el sistema de lents de l'ull és més corbat o menys pla del que hauria de ser en un ull normal, cosa que redueix la seva distància focal. Això fa que els raigs de llum dels objectes situats a l'infinit (el punt llunyà) s'enfoquin davant de la retina en lloc de sobre la retina.
Preguntat: La distància a l'objecte més proper que es pot veure clarament amb ulleres
Resposta:
El punt llunyà de la persona és a 80 cm. Les lents de les ulleres haurien de formar una imatge a 80 cm davant seu. La imatge és davant de l'ull i de les lents de les ulleres, de manera que la imatge és virtual i vertical. Per tant, la distància de la imatge (s') = -80 cm.
Si una persona porta ulleres, pot veure objectes molt llunyans amb claredat. Per tant, la distància de l'objecte (s) = el punt més llunyà de l'ull normal = infinit = ~.

Distància focal de l'ocular:
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
La distància focal negativa significa que la lent de les ulleres utilitzada és una lent còncava o una lent divergent.

Si la persona utilitza les mateixes lents d'ulleres, quina és la distància de l'objecte més proper que es pot veure clarament? La distància focal de la lent (f) = -80 cm. La lent ha de formar una imatge a una distància de 16 cm davant de l'ull i de la lent perquè la imatge sigui virtual i tingui un signe negatiu. Per tant, la distància de la imatge (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.
L'objecte més proper que pot veure clarament es troba a 20 cm.
La resposta correcta és B.

3. Les ulleres són una eina que t'ajuda a veure-hi clarament. Sovint veus els teus amics amb ulleres. Com s'explica la trajectòria correcta dels raigs de llum a través de les lents que porten els teus amics?

Discussió

La lent de les ulleres utilitzada, segons la imatge, és una lent còncava. La trajectòria del feix de llum entrant refractat per la lent còncava hauria de ser com la de la resposta B.

4. Observa la següent imatge del recorregut de la llum a través de l'ull abans i després de portar ulleres. A partir de la imatge, es pot concloure que...
Discussió
Hipermetropia = hipermetropia
Lent convergent = lent convexa = lent positiva
La resposta correcta és B.

Binoculars

5. L'augment d'un telescopi de 10 cm de llarg és de 3. La distància focal de l'objectiu i la distància focal de l'ocular són respectivament...

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

Discussió
Se sap que:
Augment binocular (M) = 3
Longitud del telescopi (l) = 10 cm
Preguntat: Distància focal de la lent de l'objectiu i distància focal de la lent de l'ocular
Resposta:
La fórmula per a la longitud del telescopi (l) quan l'ull està en acomodació mínima:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Equació 1

La fórmula per a l'augment dels binoculars (M) quan l'ull està en acomodació mínima:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 f_ok - Equació 2

Substitueix f_ob da equació 1 amb f_ok da equació 2 :
10 cm = f_ob +f_ok 
10 cm = 3 peus quadrats_ok +f_ok 
10 cm = 4 peus quadrats_ok
f_ok = 10 cm / 4
f_ok = 2,5 cm
Distància focal de la lent de l'ocular = 2,5 cm
Distància focal de la lent de l'objectiu = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

La distància focal de la lent de l'objectiu i la distància focal de la lent de l'ocular són de 7,5 cm i 2,5 cm respectivament.
La resposta correcta és B.

Font de la pregunta:

Preguntes OSN de física de secundària