Optički instrument Formula Oči Naočale Dalekozor

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

Mata

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

1. Istina, uspravno, točno na mrežnici
2. Istina, obrnuto, točno na mrežnici
3. Virtualno, uspravno, točno na mrežnici
4. Maja, naopako, točno na mrežnici

Rasprava
Bliska udaljenost prosječnog normalnog oka je 25 cm. Bliska udaljenost je najmanja udaljenost koju oko može fokusirati. Promjer ljudskog oka je naravno manji od 25 cm, pa je žarišna duljina očne leće također manja od 25 cm. Stoga, udaljenost objekta (s) mora biti veća od žarišne duljine sustava očne leće (f).

Sustav očne leće je konveksna leća. Stoga slika koju formira sustav očne leće tijekom procesa gledanja ima ista svojstva kao i slika koju formira konveksna leća. Karakteristike slike koju formira sustav očne leće kada je udaljenost objekta (s) veća od žarišne duljine (f), uključuju:
– Stvarno ili istinito
- Unatrag
– Smanjeno
– Točno na mrežnici

Slika mora biti precizno pozicionirana na mrežnici jer mrežnica pretvara svjetlosne valove u električne signale koji se prenose u mozak. Iako je slika obrnuta, ljudski mozak je uspravlja, pa se predmeti koje vidi oko čine uspravnima.

Točan odgovor je B.

Naočale

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

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

Rasprava
Poznato je da:
Dalekovidna točka osobe je samo 80 cm, pa se može zaključiti da je osoba dalekovidna.
Kratkovidnost nastaje jer je sustav leće oka zakrivljeniji ili manje ravan nego što bi trebao biti u normalnom oku, što smanjuje njegovu žarišnu duljinu. Zbog toga se svjetlosne zrake s objekata u beskonačnosti (dalekoj točki) fokusiraju ispred mrežnice umjesto na mrežnicu.
Pitao/la sam: Udaljenost najbližeg objekta koja se može jasno vidjeti pomoću naočala
Odgovor:
Daleka točka osobe je 80 cm. Leće naočala trebale bi formirati sliku 80 cm ispred nje. Slika je ispred oka i leća naočala, pa 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) = daleka točka normalnog oka = beskonačno = ~.

Žarišna duljina 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 žarišna duljina znači da je korištena naočalna leća konkavna leća ili divergentna leća.

Ako osoba koristi iste naočalne leće, koja je udaljenost najbližeg predmeta koji se može jasno vidjeti? Žarišna duljina leće (f) = -80 cm. Leća mora formirati sliku na udaljenosti od 16 cm ispred oka i leće 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 jasno vidi udaljen je 20 cm.
Točan 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?

Rasprava

Korištena naočalna leća, na temelju slike, je konkavna leća. Put dolaznog svjetlosnog snopa koji se lomi konkavnom lećom trebao bi biti kao u odgovoru B.

4. Promatrajte sljedeću sliku puta svjetlosti kroz oko prije i nakon nošenja naočala. Na temelju slike može se zaključiti da…
Rasprava
Dalekovidnost = hipermetropija
Konvergentna leća = konveksna leća = pozitivna leća
Točan odgovor je B.

Dvogled

5. Povećanje teleskopa duljine 10 cm je 3. Žarišna duljina objektiva i žarišna duljina okulara su….

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

Rasprava
Poznato je da:
Binokularno povećanje (M) = 3
Duljina teleskopa (l) = 10 cm
Pitao/la sam: Žarišna duljina objektiva i žarišna duljina okulara
Odgovor:
Formula za duljinu teleskopa (l) kada je oko u minimalnom stanju akomodacije:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Jednadžba 1

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

Zamijeni f_ob pada jednadžba 1 s f_ok pada jednadžba 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
Žarišna duljina leće okulara = 2,5 cm
Žarišna duljina objektiva = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Žarišna duljina objektiva i žarišna duljina okulara iznose 7,5 cm odnosno 2,5 cm.
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja za OSN iz fizike za osnovnu školu