Optisk instrument Formel Øyne Briller Kikkert

Eksempelspørsmål og formler for optiske instrumenter, øyne, briller, kikkerter

Mata

1. Et av de naturlige optiske instrumentene er øyet. I prosessen med å se dannes et bilde...

1. Sant, oppreist, rett på netthinnen
2. Sant, invertert, rett på netthinnen
3. Virtuell, oppreist, rett på netthinnen
4. Maya, opp ned, rett på netthinnen

Diskusjon
Nærpunktet for et gjennomsnittlig normalt øye er 25 cm. Nærpunktet er den nærmeste avstanden øyet kan fokusere på. Diameteren til det menneskelige øyet er selvfølgelig mindre enn 25 cm, så brennvidden til øyelinsen er også mindre enn 25 cm. Derfor må objektavstanden (s) være større enn brennvidden til øyelinsesystemet (f).

Øyelinsesystemet er en konveks linse. Derfor har bildet som dannes av øyelinsesystemet under betraktningsprosessen de samme egenskapene som bildet som dannes av en konveks linse. Kjennetegnene til bildet som dannes av øyelinsesystemet når objektavstanden (s) er større enn brennvidden (f), inkluderer:
– Ekte eller sant
- Bakover
– Redusert
– Rett på netthinnen

Bildet må plasseres nøyaktig på netthinnen fordi netthinnen omdanner lysbølger til elektriske signaler som overføres til hjernen. Selv om bildet er invertert, gjengir den menneskelige hjernen det oppreist, slik at objekter som sees av øyet virker oppreist.

Det riktige svaret er B.

Briller

2. En person har et nærpunkt på 16 cm og et fjernpunkt på 80 cm. Hvis han bruker briller, kan han se objekter på svært langt hold tydelig. Ved å bruke disse brillene er avstanden til det nærmeste objektet han kan se tydelig….

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

Diskusjon
Det er kjent at:
Personens fjernsyn er bare 80 cm, så det kan konkluderes med at personen er langsynt.
Nærsynthet oppstår fordi øyets linsesystem er mer buet eller mindre flatt enn det burde være i et normalt øye, noe som reduserer brennvidden. Dette fører til at lysstråler fra objekter i uendelig (det fjerne punktet) fokuserer foran netthinnen i stedet for på netthinnen.
Spurte: Avstanden til den nærmeste gjenstanden som kan sees tydelig med briller
Jawab:
Personens fjerneste punkt er 80 cm. Brilleglassene skal danne et bilde 80 cm foran ham. Bildet er foran øyet og brilleglassene, så bildet er virtuelt og oppreist. Så bildeavstanden (s') = -80 cm.
Hvis en person bruker briller, kan vedkommende se objekter på svært lange avstander tydelig. Så avstanden til objektet(ene) = det fjerne punktet på det normale øyet = uendelig = ~.

Brennvidde på okularet:
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 brennvidde betyr at brillelinsen som brukes er en konkav linse eller en divergerende linse.

Hvis personen bruker de samme brilleglassene, hva er avstanden til det nærmeste objektet som kan sees tydelig? Linsens brennvidde (f) = -80 cm. Linsen må danne et bilde i en avstand på 16 cm foran øyet og linsen, slik at bildet er virtuelt og har et negativt fortegn. Så bildeavstanden (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 gjenstanden han kan se tydelig er 20 cm.
Det riktige svaret er B.

3. Briller er et verktøy som hjelper deg å se klart. Du ser ofte vennene dine bruke briller. Hvordan går lysstrålene gjennom linsene vennene dine bruker riktig vei?

Diskusjon

Brilleglasset som brukes, basert på bildet, er et konkavt linse. Banen til den innkommende lysstrålen som brytes av det konkave linset skal være som i svar B.

4. Se på følgende bilde av lysets bane gjennom øyet før og etter bruk av briller. Basert på bildet kan man konkludere med at…
Diskusjon
Langsynthet = hypermetropi
Konvergent linse = konveks linse = positiv linse
Det riktige svaret er B.

Kikkert

5. Forstørrelsen til et teleskop som er 10 cm langt er 3. Brennvidden til objektivet og brennvidden til 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

Diskusjon
Det er kjent at:
Kikkertforstørrelse (M) = 3
Teleskopets lengde (l) = 10 cm
Spurte: Brennvidde på objektivlinsen og brennvidde på okularlinsen
Jawab:
Formelen for teleskopets lengde (l) når øyet er i minimum akkommodasjon:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Ligning 1

Formelen for forstørrelse av kikkert (M) når øyet er i minimum akkommodasjon:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 fot_ok - Ligning 2

Erstatt 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
Brennvidde på okularlinsen = 2,5 cm
Brennvidde for objektivlinsen = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Brennvidden til objektivlinsen og brennvidden til okularlinsen er henholdsvis 7,5 cm og 2,5 cm.
Det riktige svaret er B.

Kilde for spørsmålet:

Spørsmål til OSN på ungdomsskolens fysikkskole