Optikai eszköz Formula szemüvegek távcsövek

Példakérdések és képletek optikai eszközökhöz, szemekhez, szemüvegekhez, távcsövekhez

Mata

1. Az egyik természetes optikai eszköz a szem. A látás folyamata során kép alakul ki...

1. Igaz, függőleges, közvetlenül a retinán
2. Igaz, fordított, közvetlenül a retinán
3. Virtuális, függőleges, közvetlenül a retinán
4. Maya, fejjel lefelé, pont a retinán

Vita
Egy átlagos, normális szem közelpontja 25 cm. A közelpont a legközelebbi távolság, amelyre a szem képes fókuszálni. Az emberi szem átmérője természetesen kisebb, mint 25 cm, így a szemlencse fókusztávolsága is kisebb, mint 25 cm. Ezért a tárgytávolságnak (s) nagyobbnak kell lennie, mint a szemlencse-rendszer fókusztávolsága (f).

A szemlencse-rendszer egy domború lencse. Ezért a nézési folyamat során a szemlencse-rendszer által létrehozott kép ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, mint a domború lencse által létrehozott kép. A szemlencse-rendszer által létrehozott kép jellemzői, amikor a tárgytávolság (s) nagyobb, mint a fókusztávolság (f), a következők:
– Valódi vagy igaz
- Visszafelé
– Csökkentett
– Közvetlenül a retinán

A képet pontosan kell elhelyezni a retinán, mivel a retina a fényhullámokat elektromos jelekké alakítja, amelyek az agyba jutnak. Annak ellenére, hogy a kép fordított, az emberi agy függőlegesen jeleníti meg, így a szem által látott tárgyak függőlegesen jelennek meg.

A helyes válasz a B.

Szemüveg

2. Egy személy közeli pontja 16 cm, távoli pontja pedig 80 cm. Szemüveget viselve nagyon távoli tárgyakat is tisztán láthat. Ezzel a szemüveggel a legközelebbi, tisztán látható tárgytól való távolsága….

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

Vita
Köztudott, hogy:
A személy távoli pontja mindössze 80 cm, így arra lehet következtetni, hogy a személy távollátó.
A rövidlátás azért alakul ki, mert a szem lencserendszere görbültebb vagy kevésbé lapos, mint amilyennek egy normál szemben lennie kellene, ami csökkenti a fókusztávolságát. Emiatt a végtelenben (a távoli ponton) lévő tárgyakról érkező fénysugarak a retina elé fókuszálnak, ahelyett, hogy rá fókuszálódnának.
Kérdezte: A legközelebbi tárgy távolsága, amely szemüveggel jól látható
Válasz:
A személy távoli pontja 80 cm-re van. A szemüveglencséknek 80 cm-re előtte kell képet alkotniuk. A kép a szem és a szemüveglencse előtt van, tehát a kép virtuális és függőleges. Tehát a kép távolsága (s') = -80 cm.
Ha valaki szemüveget visel, nagyon távoli tárgyakat is tisztán lát. Tehát a tárgy távolsága (s) = a normál szem távoli pontja = végtelen = ~.

A szemlencse fókusztávolsága:
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
A negatív fókusztávolság azt jelenti, hogy a használt szemüveglencse konkáv vagy szóró lencse.

Ha a személy ugyanolyan szemüveglencsét visel, mekkora a legközelebbi, jól látható tárgy távolsága? A lencse fókusztávolsága (f) = -80 cm. A lencsének 16 cm távolságra a szem és a lencse előtt kell képet alkotnia úgy, hogy a kép virtuális legyen és negatív előjelű. Tehát a képtávolság (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.
A legközelebbi tárgy, amit tisztán lát, 20 cm távolságra van.
A helyes válasz a B.

3. A szemüveg segít tisztán látni. Gyakran látod a barátaidat szemüvegen. Hogyan alakul a fénysugarak helyes útja a barátaid lencséjén keresztül?

Vita

A kép alapján a használt szemüveglencse egy homorú lencse. A homorú lencse által megtört beeső fénysugár útjának a B válaszban leírtaknak kell lennie.

4. Figyeld meg a következő képet, amely a fény útját mutatja a szemben szemüveg viselése előtt és után. A kép alapján arra lehet következtetni, hogy…
Vita
Távollátás = hipermetropia
Konvergens lencse = domború lencse = pozitív lencse
A helyes válasz a B.

Távcső

5. Egy 10 cm hosszú távcső nagyítása 3. Az objektív fókusztávolsága és a szemlencse fókusztávolsága rendre….

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

Vita
Köztudott, hogy:
Binokuláris nagyítás (M) = 3
A távcső hossza (l) = 10 cm
Kérdezte: Az objektív lencséjének fókusztávolsága és a szemlencse lencséjének fókusztávolsága
Válasz:
A távcső hosszának (l) kiszámítása minimális akkomodáció esetén:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - 1. egyenlet

A távcső nagyításának (M) képlete minimális akkomodáció esetén:
M = f_ob f_ok
3 = f_ob f_ok
f_ob = 3 f_ok - 2. egyenlet

Cserélje ki az f-et_ob pada 1. egyenlet f-fel_ok pada 2. egyenlet :
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
A szemlencse fókusztávolsága = 2,5 cm
Az objektív fókusztávolsága = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Az objektívlencse fókusztávolsága 7,5 cm, a szemlencse lencséjének fókusztávolsága pedig 2,5 cm.
A helyes válasz a B.

Kérdés forrása:

Általános iskolai fizika OSN kérdések