Optisk instrumentformel Briller Kikkerter

Eksempelspørgsmål og formler til optiske instrumenter, øjne, briller, kikkerter

Mata

1. Et af de naturlige optiske instrumenter er øjet. I synsprocessen dannes et billede...

1. Sandt, oprejst, lige på nethinden
2. Sandt, omvendt, lige på nethinden
3. Virtuel, oprejst, lige på nethinden
4. Maya, på hovedet, lige på nethinden

Diskussion
Nærpunktet for et gennemsnitligt normalt øje er 25 cm. Nærpunktet er den korteste afstand, øjet kan fokusere på. Diameteren af ​​det menneskelige øje er naturligvis mindre end 25 cm, så brændvidden for øjets linse er også mindre end 25 cm. Derfor skal objektafstanden (s) være større end brændvidden for øjets linsesystem (f).

Øjenlinsesystemet er en konveks linse. Derfor har det billede, der dannes af øjenlinsesystemet under betragtningsprocessen, de samme egenskaber som det billede, der dannes af en konveks linse. Karakteristikaene for det billede, der dannes af øjenlinsesystemet, når objektafstanden (s) er større end brændvidden (f), omfatter:
– Ægte eller sandt
- Baglæns
– Reduceret
– Lige på nethinden

Billedet skal være præcist placeret på nethinden, fordi nethinden omdanner lysbølger til elektriske signaler, der transmitteres til hjernen. Selvom billedet er inverteret, gengiver den menneskelige hjerne det oprejst, så objekter, der ses af øjet, ser oprejst ud.

Det rigtige svar er B.

Kacamata

2. En person har et nærpunkt på 16 cm og et fjernpunkt på 80 cm. Hvis han bruger briller, kan han se meget fjerne objekter tydeligt. Ved at bruge disse briller er afstanden til det nærmeste objekt, som han kan se tydeligt….

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

Diskussion
Det er kendt, at:
Personens fjernsynspunkt er kun 80 cm, så det kan konkluderes, at personen er langsynet.
Nærsynethed opstår, fordi øjets linsesystem er mere buet eller mindre fladt, end det burde være i et normalt øje, hvilket reducerer dets brændvidde. Dette får lysstråler fra objekter i uendeligheden (det fjerneste punkt) til at fokusere foran nethinden i stedet for på nethinden.
Spurgte: Afstanden til den nærmeste genstand, der kan ses tydeligt med briller
Svar:
Personens fjerneste punkt er 80 cm. Brilleglassene skal danne et billede 80 cm foran ham. Billedet er foran øjet og brilleglassene, så billedet er virtuelt og opretstående. Så billedafstanden (s') = -80 cm.
Hvis en person bruger briller, kan vedkommende se meget fjerne genstande tydeligt. Så afstanden til genstanden(e) = det fjerneste punkt på det normale øje = uendelighed = ~.

Okularets brændvidde:
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
Negativ brændvidde betyder, at den anvendte brillelinse er en konkav linse eller en divergerende linse.

Hvis personen bruger de samme brilleglas, hvad er så afstanden til det nærmeste objekt, der kan ses tydeligt? Linsens brændvidde (f) = -80 cm. Linsen skal danne et billede i en afstand af 16 cm foran øjet og linsen, så billedet er virtuelt og har et negativt fortegn. Så billedafstanden (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.
Den nærmeste genstand, han tydeligt kan se, er 20 cm.
Det rigtige svar er B.

3. Briller er et værktøj, der hjælper dig med at se klart. Du ser ofte dine venner med briller på. Hvordan ser lysstrålerne gennem de linser, dine venner har på, ud?

Diskussion

Den anvendte brillelinse er, baseret på billedet, en konkav linse. Banen for den indkommende lysstråle, der brydes af den konkave linse, skal være som i svar B.

4. Se følgende billede af lysets bane gennem øjet før og efter brug af briller. Baseret på billedet kan det konkluderes, at…
Diskussion
Langsynethed = hypermetropi
Konvergent linse = konveks linse = positiv linse
Det rigtige svar er B.

Kikkert

5. Forstørrelsen af ​​et teleskop , der er 10 cm langt, er 3. Brændvidden for objektivet og okularet er henholdsvis….

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

Diskussion
Det er kendt, at:
Kikkertforstørrelse (M) = 3
Teleskopets længde (l) = 10 cm
Spurgte: Brændvidde for objektivlinse og brændvidde for okularlinse
Svar:
Formlen for teleskopets længde (l) når øjet er i minimumsakkomodation:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Ligning 1

Formlen for forstørrelse af kikkerter (M) når øjet er i minimal akkommodation:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 f_ok - Ligning 2

Erstat f_ob pada ligning 1 med f_ok pada ligning 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
Brændvidde for okularlinsen = 2,5 cm
Brændvidde for objektivlinse = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Objektivlinsens brændvidde og okularlinsens brændvidde er henholdsvis 7,5 cm og 2,5 cm.
Det rigtige svar er B.

Spørgsmålskilde:

Spørgsmål til OSN i fysik på ungdomsskolen