Strumenti ottiċi – problemi u soluzzjonijiet

Strumenti ottiċi – problemi u soluzzjonijiet

Mera konkava

1. Oġġett b'għoli ta' h jitqiegħed f'distanza li hija iżgħar mit-tul fokali f. Iddetermina l-proprjetajiet tal-immaġni.

Soluzzjoni

Skont il-figura ta' hawn fuq, il-proprjetajiet tal-immaġni huma virtwali, wieqfa u akbar minn oġġett.

2. Jekk oġġett jitqiegħed fiċ-ċentru bejn il-punt fokali u l-mera konkava, l-immaġni ffurmata mill-mera hija:

1. Akbar darbtejn mill-oġġett

2. Wieqaf

3. Id-distanza tal-immaġni = it-tul fokali

4. Virtwali

Id-dikjarazzjoni korretta hija…..

Soluzzjoni:

Tul fokali (f) = 20 ċm u distanza tal-oġġett (d _o ) = 10 ċm, kif muri fil-figura hawn taħt:

a) Distanza tal-immaġni

1/f = 1/do ₊ 1/ _di

1/20 = 1/10 + 1/d _i

1/20 – 1/10 = 1/d _i

1/20 – 2/20 = 1/d _i

-1/20 = 1/d _i

d _i = -20 ċm

Is-sinjal tan-nuqqas jindika li l-immaġni hija virtwali jew li r-raġġi ma jgħaddux mill-punt.

b) Ingrandiment tal-immaġni

M = -d _i / d _o = -(-20)/10 = 20/10 = darbtejn

Is-sinjal plus jindika li l-immaġni hija wieqfa u li l-immaġni hija darbtejn akbar mill-oġġett.

Proprjetajiet tal-immaġni

1. Immaġni darbtejn akbar mill-oġġett

2. Wieqaf

3. Distanza tal-immaġni = tul fokali = 20 ċm

4. Virtwali

Mera konvessa

3. Id-distanza ta' oġġett hija ta' 2 metri quddiem il-mera konvessa u l-għoli tal-immaġni huwa 1/16 darba l-għoli tal-oġġett. X'inhi t-tul fokali tal-mera?

Magħruf:

Distanza tal-oġġett (d _o ) = 2 metri

Ingrandiment tal-immaġni (M) = 1/16 darbiet

Meħtieġa: tul fokali tal-mera konvessa

Soluzzjoni:

Distanza tal-immaġni:

Id-distanza tal-immaġni hija – 1/8 ta' metru. Is-sinjal tan-nuqqas jindika li l-immaġni hija virtwali.

It-tul fokali (f):

Is-sinjal tan-nuqqas jindika li t-tul fokali huwa virtwali.

4. Iddetermina l-proprjetajiet ta' immaġni b'wisa' għolja ta' h, li tinsab quddiem mera konvessa.

Soluzzjoni

Skont il-figura, il-proprjetajiet tal-immaġni huma virtwali, wieqfa u iżgħar minn oġġett.

Lenti

7. Lenti b'tul fokali ta' 5 m użata bħala lenti li tkabbar. Il-lenti użata minn għajn normali meta l-għajn tkun iffukata fil-punt viċin tagħha. X'inhi l-ingrandiment angolari tal-lenti li tkabbar?

Magħruf:

It-tul fokali (f) = 5 ċm

Punt qrib l-għajn normali (N) = 25 ċm

Meħtieġ: Ingrandiment angolari

Soluzzjoni:

Jekk l-għajn tkun iffukata fil-punt viċin tagħha, id-distanza tal-immaġni = il-punt viċin tal-għajn normali. L-ekwazzjoni tal-ingrandiment angolari:

M = Ingrandiment angolari, N = punt qrib l-għajn normali, f = tul fokali tal-lenti li tkabbar

L-ingrandiment angolari meta l-għajn tkun iffukata fil-punt viċin tagħha:

Għajn b'vista qrib u Għajn b'vista 'l bogħod

8. Xi ħadd b'vista qrib juża nuċċali b'+2 Diopters . X'inhi l- eqreb distanza li persuna tista' tara mingħajr nuċċali.

Magħruf:

Qawwa tal-lenti (P) = +2 dioptri

Meħtieġa: L - eqreb distanza

Soluzzjoni:

Lenti konverġenti jew lenti diverġenti?

Il-qawwa tal-lenti hija pożittiva għaliex il-lenti użata hija lenti pożittiva jew lenti konverġenti.

X'inhi t-tul fokali tal-lenti?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/ 2 = 0.5 m = 50 ċm

It-tul fokali huwa ta' 50 ċm.

Għajn b'vista qrib u għajn b'vista 'l bogħod?

Għajn b'vista qrib għax il-lenti użata hija lenti pożittiva.

X'inhi l- eqreb distanza li persuna tista' tara mingħajr nuċċalijiet?

Sabiex l-għajn tkun tista' tara oġġetti f'distanza ta' 25 ċm bħal għajn normali, il-lenti għandha tifforma immaġni f'distanza ta' x ċm quddiem il-lenti. L-immaġni tinsab quddiem il-lenti sabiex l-immaġni tkun wieqfa u virtwali. L-immaġni hija virtwali sabiex id-distanza tad-dell (s') tkun negattiva.

-1/d _i = 1/f – 1/d _o

-1/d _i = 1/50 – 1/25 = 1/50-2/50 = -1/50

-d _i = -50/1 = -50 ċm = -0.50 metri

d _i = 50 ċm = 0.5 metri

L - eqreb distanza li persuna tista’ tara mingħajr nuċċali hija 50 ċm . L-eqreb distanza li għajn normali tista’ tara hija 25 ċm.

Nuċċalijiet

9. Il-punt tal-vista fil-qrib ta' persuna b'għajn li ma tarax widnejha huwa 50 ċm. X'inhi l-qawwa tal-lenti użata mill-persuna sabiex tkun tista' tara oġġetti minn 25 ċm?

Soluzzjoni

Qrib il-punt ta' għajn normali hemm 25 ċm u qrib il-punt ta' persuna b'għajn li tara sew hija 50 ċm. Il-lenti użata mill-persuna hija lenti konverġenti.

Sabiex l-oġġett osservats biex tkun 25 ċm quddiem l-għajn, il-lenti għandha tifforma immaġni f'distanza ta' 50 ċm quddiem l-għajn u l-lenti. Image irid ikun quddiem l-għajn biex jidher sabiex immaġni huwa wieqaf u virtwali.

Magħruf:

Distanza tal-oġġett (d _o ) = 25 ċm

Distanza tal-immaġni (d _i ) = -50 ċm (negattiva għax virtwali)

Meħtieġa : It-tul fokali (f) u l-qawwa tal-lenti (P)

Soluzzjoni:

1/f = 1/s + 1/s'

1/f = 1/25 + 1/-50

1/f = 2/50 – 1/50

1/f = 1/50

f = 50/1 = 50 ċm = 0.5 m

Is-sinjal flimkien jindika li l-lenti qed konverġi.

P = 1/f = 1/0.5 = +2 Dijottri

Il-qawwa tal-lenti hija +2 D.

Mikroskopju

10. Mikroskopju għandu lenti oġġettiva u okulari b'tulijiet fokali ta' 0.9 ċm u 5 ċm. Xi ħadd iqiegħed oġġett ta' 10 mm quddiem il-lenti oġġettiva biex jiġi osservat permezz ta' lenti okulari mingħajr akkomodazzjoni. Jekk l-oġġett għandu tul ta' 0.5 mm u d-distanza normali tal-qari tal-persuna hija ta' 25 ċm, allura t-tul tal-oġġett jidher li hu...

Magħruf:

It-tul fokali tal-lenti oġġettiva (f _ob ) = 0.9 ċm = 9 mm

It-tul fokali tal-lenti okulari (f _ok ) = 5 ċm = 50 mm

Distanza tal-oġġett mil-lenti oġġettiva (s _ob ) = 10 mm

Tul tal-oġġett (h _o ) = 0.5 mm

Punt qrib l-għajn normali (N) = 25 ċm = 250 mm

Meħtieġa: Tul tal-immaġni (h _i' )

Soluzzjoni:

Distanza tal-immaġni mil-lenti oġġettiva

1/s _ob ' = 1/f _ob – 1/s _ob = 1/9 – 1/10 = 10/90 – 9/90 = 1/90

s _ob ' = 90/1 = 90 mm

Ingrandiment totali tal-mikroskopju meta l-għajn tkun rilassata jew meta l-immaġni tkun fl-infinità, ikkalkulat bl-użu tal-ekwazzjoni:

Tul tal-immaġni = tul tal-oġġett x ingrandiment totali = (0.5 mm)(45) = 22.5 mm.

11. It-tul fokali ta' lenti oġġettiva ta' mikroskopju huwa ta' 2.0 ċm. Oġġett jitqiegħed f'distanza ta' 2.2 ċm. It-tul tal-mikroskopju huwa ta' 24.5 ċm. L-għajn hija normali u rilassata. X'inhu l-ingrandiment totali tal-mikroskopju.

Magħruf:

It-tul fokali tal-lenti oġġettiva (f _ob ) = 2.0 ċm

Distanza tal-oġġett mil-lenti oġġettiva (d _ob ) = 2.2 ċm

Tul tal-mikroskopju (l) = 24.5 ċm

Punt qrib l-għajn normali (N) = 25 ċm

L-għajn hija rilassata.

Meħtieġ: Ingrandiment totali tal-mikroskopju (M)

Soluzzjoni:

L-għajn tkun rilassata meta l-immaġni tkun fl-infinità.

Ingrandiment totali tal-mikroskopju meta l-għajn tkun rilassata:

M = ingrandiment totali

l = tul tal-mikroskopju = distanza bejn il-lenti oġġettiva u l-lenti okulari = tul fokali tal-lenti okulari + distanza tal-immaġni mil-lenti oġġettiva (d _ob ') = f _ok + d _ob '

Distanza tal-immaġni mil-lenti oġġettiva (d _ob '):

1/f _ob = 1/d _ob + 1/d _ob '

1/d _ob ' = 1/f _ob – 1/d _ob = 1/2 – 1 / 2.2 = 2.2 / 4.4 – 2 / 4.4 = 0.2 / 4.4

d _ob ' = 22

Id-distanza tal-immaġni mil-lenti oġġettiva hija ta' 22 ċm.

Tul fokali tal-lenti okulari (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

f _ok = l – d _ob ' = 24.5 – 22 = 2.5 ċm

Ingrandiment totali tal-mikroskopju (M):

12. Il-punt viċin ta' għajn normali huwa 25 ċm. X'ingrandiment għandu l-mikroskopju?

Magħruf:

Punt qrib l-għajn normali (N) = 25 ċm

Distanza tal-oġġett (d _ob ) = 1.2 ċm

Tul fokali tal-lenti oġġettiva (f _ob ) = 1 ċm

Tul fokali tal-lenti okulari (f _ok ) = 5 ċm

Distanza bejn il-lenti oġġettiva u l-lenti okulari = 10 ċm

Meħtieġ: Ingrandiment tal-mikroskopji

Soluzzjoni:

Jekk l-immaġni finali tkun fl-infinità allura l-għajn tkun rilassata (akkomodazzjoni minima). Jekk l-immaġni finali tkun fil-punt qrib (25 ċm), l-għajn ma tkunx rilassata iżda ffukata fil-punt qrib (akkomodazzjoni massima).

Ekwazzjoni tal-ingrandiment tal-mikroskopju meta l-għajn tkun iffukata fil-punt viċin (akkomodazzjoni massima):

Distanza tal-immaġni mil-lenti oġġettiva (d _ob '):

1/d _ob ' = 1/d _ob – 1/d _ob = 1/1 – 1 / 1.2 = 12/12 – 10/12 = 2/12

d _ob ' = 12/2 = 6 ċm

Ingrandiment tal-immaġni:

Problemi u soluzzjonijiet tal-mikroskopju

Teleskopju

Problemi u soluzzjonijiet tat-teleskopju 1

Problemi u soluzzjonijiet tat-teleskopju 2

1. X'inhu l-prinċipju bażiku wara l-istrumenti ottiċi?
   • TweġibaIl-prinċipju bażiku wara l-istrumenti ottiċi huwa l-manipulazzjoni tad-dawl, primarjament permezz tar-rifrazzjoni u r-riflessjoni, biex jifforma u jkabbar l-immaġnijiet, u b'hekk jgħinna nosservaw l-oġġetti aħjar jew inkejlu ċerti proprjetajiet tad-dawl.
2. Kif jaħdmu n-nuċċalijiet korrettivi biex itejbu l-vista?
   • TweġibaNuċċalijiet korrettivi għandhom lentijiet li jikkumpensaw għan-nuqqasijiet tal-għajn fil-fokus tad-dawl. Għal dawk li jbatu minn viżjoni qrib, lentijiet konkavi jxerrdu r-raġġi tad-dawl, filwaqt li għal dawk li jbatu minn viżjoni 'l bogħod, lentijiet konvessi jikkonverġu r-raġġi tad-dawl, u b'hekk jippermettu lill-għajn tiffoka l-immaġini fuq ir-retina kif suppost.
3. Għaliex lenti tagħmel l-oġġetti jidhru akbar?
   • TweġibaLenti li tkabbar hija lenti konvessa li toħloq immaġni virtwali, imkabbra, u wieqfa tal-oġġett meta l-oġġett jitqiegħed fit-tul fokali tal-lenti. L-għajn tipperċepixxi din l-immaġni mkabbra bħala akbar mill-oġġett innifsu.
4. Kif taffettwa l-apertura ta' kamera l-kwalità tal-immaġni?
   • TweġibaL-apertura tikkontrolla l-ammont ta’ dawl li jidħol fil-kamera. Apertura akbar tippermetti aktar dawl, li jista’ jirriżulta f’ritratti aħjar f’dawl baxx. Madankollu, apertura akbar tnaqqas ukoll il-fond tal-kamp, ​​jiġifieri porzjon iżgħar tal-immaġni se jkun iffukat. Bil-maqlub, apertura iżgħar iżżid il-fond tal-kamp iżda tista’ teħtieġ ħinijiet ta’ espożizzjoni itwal jew settings ta’ sensittività ogħla.
5. Għaliex il-binokli spiss ikollhom numru bħal “10×50” miktub fuqhom?
   • TweġibaFil-binokli “10×50”, il-“10x” tfisser li l-oġġett jidher 10 darbiet eqreb milli jidher b’għajnejh. Il-“50” tirreferi għad-dijametru tal-lenti oġġettiva f’millimetri. Lenti oġġettiva akbar tista’ tiġbor aktar dawl, u b’hekk l-immaġni tkun aktar isbaħ, speċjalment utli f’kundizzjonijiet ta’ dawl baxx.
6. Kif jiġbor teleskopju aktar dawl mill-għajn tal-bniedem, u dan għaliex huwa importanti biex jiġu osservati stilel imbiegħda?
   • TweġibaIt-teleskopji għandhom lentijiet oġġettivi (jew mirja) ħafna akbar mill-għajn tal-bniedem, li jippermettulhom jiġbru u jikkonċentraw aktar dawl. Din il-kapaċità akbar ta' ġbir tad-dawl hija essenzjali għall-osservazzjoni ta' oġġetti ċelesti 'l bogħod u dgħajfa li ma jkunux viżibbli għall-għajn.
7. X'inhi d-differenza bejn teleskopju rifrattur u teleskopju riflettiv?
   • TweġibaTeleskopju rifrattur (jew rifrattur) juża lentijiet biex jgħawweġ u jiffoka d-dawl, filwaqt li teleskopju riflettur (jew riflettur) juża mirja. Ir-rifratturi spiss isofru minn aberrazzjoni kromatika, li tista' tikkawża frangi kkuluriti madwar l-oġġetti. Ir-rifletturi jevitaw din il-problema iżda jistgħu jeħtieġu allinjament u aġġustament aktar frekwenti.
8. Għaliex il-mikroskopji jużaw lentijiet multipli?
   • TweġibaIl-mikroskopji jużaw taħlita ta' lentijiet (lentijiet oġġettivi u lenti tal-vista) biex jiksbu ingrandiment u riżoluzzjoni għolja. Il-lenti oġġettiva tkabbar il-kampjun, u mbagħad il-lenti tal-vista tkabbar aktar dik l-immaġni. Il-kombinazzjoni tippermetti osservazzjoni dettaljata ta' strutturi żgħar ħafna.
9. Kif fibra ottika tittrażmetti l-informazzjoni fuq distanzi twal?
   • TweġibaIl-fibri ottiċi jużaw il-prinċipju tar-riflessjoni interna totali. Sinjali tad-dawl (mil-lejżers) jiġu introdotti fil-fibra u jirriflettu mill-ħitan ta’ ġewwa tal-fibra, u jivvjaġġaw distanzi twal b’telf minimu fl-intensità. Dawn is-sinjali tad-dawl jistgħu jġorru ammonti vasti ta’ dejta.
10. X'inhu r-rwol ta' priżma fi spettrometru?

• TweġibaFi spettrometru, priżma txerred id-dawl li jkun dieħel fil-kuluri komponenti tiegħu (spettru) ibbażati fuq it-tul tal-mewġ. Dan jippermetti l-analiżi tas-sorsi tad-dawl biex jiġu ddeterminati l-kompożizzjoni, l-intensità u proprjetajiet oħra tagħhom.