7 príkladov otázok s použitím lupy alebo zväčšovacieho skla
1. Výška predmetu pozorovaného priamo z blízkeho bodu normálneho oka je 2 mm. Predmet sa potom pozoruje pomocou lupy . Ak je vzdialenosť predmetu pred lupou 10 cm, aká je výška obrazu predmetu vytvoreného lupou? Blízky bod normálneho oka je 25 cm.
Diskusia
Je známe, že:
Výška objektu (h) = 2 mm
Blízky bod normálneho oka (N) = 25 cm
Vzdialenosť objektu (s) = 10 cm
Opýtal sa: Uhol zväčšenia lupy (M)
Odpoveď:
M = N / s
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5-krát
Výška obrazu objektu vytvoreného lupou je 2,5 x 2 mm = 5 mm.
2. Osoba s normálnymi očami používa lupu s ohniskovou vzdialenosťou 25 cm na čítanie veľmi malého písma. Určte uhlové zväčšenie lupy, keď: (a) oko je v maximálnej akomodácii, (b) oko je v minimálnej akomodácii.
Diskusia
Je známe, že:
Blízky bod oka (N) = 25 cm
Ohnisková vzdialenosť lupy (f) = 25 cm (kladná, pretože lupa je konvexná šošovka)
Odpoveď:
(a) Uhlové zväčšenie (M) lupy pri maximálnej akomodácii oka
Vzorec pre zväčšenie uhla lupy pri maximálnej akomodácii oka:
M = (N/f) + 1
M = (25 cm / 25 cm) + 1
M = 1 + 1
M = 2-krát
Keď je oko v stave maximálnej akomodácie, predmety sa javia dvakrát väčšie. Napríklad výška predmetu pri pozorovaní priamo z blízkeho bodu oka je 1 cm. Pri pozorovaní cez lupu s okom v stave maximálnej akomodácie je výška obrazu predmetu 2 x 1 cm = 2 cm.
(b) Uhlové zväčšenie (M) lupy pri minimálnej akomodácii oka
Vzorec pre zväčšenie uhla lupy pri minimálnej akomodácii oka:
M = N / f
M = (25 cm / 25 cm)
M = 1
M = 1-krát
Veľkosť objektu pozorovaného cez lupu s minimálnou akomodáciou oka je rovnaká ako veľkosť objektu pozorovaného priamo z blízkeho bodu oka.
3. Výška objektu pozorovaného z blízkeho bodu normálnym okom je 1 cm. Vypočítajte výšku obrazu pozorovaného cez lupu s ohniskovou vzdialenosťou 10 cm, keď: (a) oko je v maximálnej akomodácii, (b) oko je v minimálnej akomodácii.
Diskusia
Je známe, že:
Výška objektu (v) = 1 cm
Ohnisková vzdialenosť lupy (f) = 10 cm
Blízky bod normálneho oka (N) = 25 cm
Odpoveď:
(a) Výška tieňa objektu, keď je oko v maximálnej akomodácii
Vzorec pre zväčšenie uhla lupy pri maximálnej akomodácii oka:
M = (N/f) + 1
M = (25 cm / 10 cm) + 1
M = 2,5 + 1
M = 3,5-krát
Výška tieňa objektu pri pozorovaní lupou, keď je oko v maximálnej akomodácii = 3,5 x 1 cm = 3,5 cm
(b) Výška tieňa objektu, keď je oko v minimálnej akomodácii
Vzorec pre zväčšenie uhla lupy pri minimálnej akomodácii oka:
M = N/f
M = 25 cm / 10 cm
M = 2,5-krát
Výška tieňa objektu pri pozorovaní lupou s minimálnou akomodáciou oka = 2,5 x 1 cm = 2,5 cm
4. Študent používa lupu na pozorovanie objektu. Keď je študentovo oko v minimálnej akomodácii, objekt sa zväčší 5-násobne. Ak je blízky bod normálneho oka 25 cm, aká je ohnisková vzdialenosť lupy?
Diskusia
Je známe, že:
Uhlové zväčšenie (M) = 5-násobok
Blízky bod normálneho oka (N) = 25 cm
Opýtal sa: Ohnisková vzdialenosť lupy
Odpoveď:
Vzorec pre zväčšenie uhla lupy pri minimálnej akomodácii oka:
M = N/f
5 = 25 cm / f
f = 25 cm / 5
f = 5 cm
Ohnisková vzdialenosť lupy je 5 cm.
5. Komára vidí osoba s lupou s ohniskovou vzdialenosťou 15 cm. Ak je bežná čitateľská vzdialenosť osoby 30 cm, potom maximálne zväčšenie lupy je...
A. 1,5-krát
B. 2,0-krát
C. 3,0-krát
D. 4,0-krát
E. 4,5-krát
Diskusia
Je známe, že:
Blízky bod normálneho oka (N) = 30 cm
Ohnisková vzdialenosť lupy (f) = 15 cm (kladná, pretože lupa je konvexná šošovka)
Otázka: Maximálne zväčšenie lupy
Odpoveď:
Maximálne zväčšenie nastáva, keď je oko v maximálnej akomodácii. Zväčšenie uhla lupy, keď je oko v maximálnej akomodácii:
M = (N/f) + 1
M = (30 cm / 15 cm) + 1
M = 2 + 1
M = 3-krát
Správna odpoveď je C.
6. Pozorovateľ s normálnou čitateľskou vzdialenosťou 25 cm používa lupu s 20 dioptriami. Ak sa pozorovanie vykonáva s akomodovaným okom, výsledné zväčšenie je…
A. 2-krát
B. 4-krát
C. 5-krát
D. 6-krát
E. 8-krát
Diskusia
Je známe, že:
Blízky bod normálneho oka (N) = 25 cm
Zväčšovacia sila (P) = 20 dioptrií
Otázka: Minimálne zväčšenie lupy
Odpoveď:
Ohnisková vzdialenosť lupy:
P = 1/f
20 = 1/f
f = 1/20 = 0,05 metra = 5 cm
Zväčšenie uhla lupy pri minimálnej akomodácii oka:
M = N / f
M = (25 cm / 5 cm)
M = 5-krát
Správna odpoveď je C.
7. Apabila kita mengamati obyek menggunakan lup dengan mata berakomodasi maksimum, maka posisi obyek yang benar adalah…
Diskusia
Akomodasi oči sú nastavenie ohniskovej vzdialenosti objektívu Oči. Aby bolo možné jasne vidieť predmety v rôznych vzdialenostiach od oka, očné svaly (ciliárne svaly) menia zakrivenie šošovky, čím sa mení ohnisková vzdialenosť oka. Ohnisková vzdialenosť šošovky sa mení v závislosti od vzdialenosti predmetu od oka. Aby bolo možné vidieť vzdialené predmety, očné svaly sa uvoľňujú, čím sa šošovka stenčuje a obraz predmetu sa vytvára priamo na sietnici. Keď sú očné svaly uvoľnené alebo v pohode, oči akomodujú minimálne.
Naopak, na videnie blízkych objektov sa očné svaly stiahnu, čím sa šošovka zhrubne, ohnisková vzdialenosť sa skráti a obraz sa umiestni za ohnisko (sietnicu). Najmenšia vzdialenosť od oka, na ktorú sa oko dokáže zaostriť, sa nazýva bod na blízko. Priemerný človek má bod na blízko 25 cm. Keď oko zaostrí na objekt v blízkom bode (25 cm), oko sa maximálne akomoduje.
Veľkosť objektu, ktorý vidíme, závisí od uhla, ktorý objekt zviera s našimi očami. Objekty, ktoré sú vzdialené, zvierajú s našimi očami malý uhol, vďaka čomu sa zdajú menšie, hoci v skutočnosti sú veľké. Naopak, objekty, ktoré sú blízko našich očí, zvierajú s našimi očami väčší uhol, vďaka čomu sa zdajú byť väčšie. Napríklad existujú dva kamene rovnakej veľkosti, z ktorých jeden je od našich očí vzdialený 50 cm a druhý 100 cm. Kamene majú rovnakú veľkosť, ale pretože vzdialenosť medzi nimi je rôzna, kameň vzdialený 50 cm od našich očí je dvakrát väčší ako kameň vzdialený 100 cm od našich očí. Ak chceme objekt vidieť jasnejšie, musíme si ho priblížiť k očiam a najmenšia vzdialenosť, pri ktorej naše oči stále jasne vidia, je 25 cm. Čo ak po priblížení objektu k očiam na vzdialenosť 25 cm ho naše oči stále jasne nevidia? Napríklad písmená, ktoré sú veľmi malé, aj keď ich priblížime na vzdialenosť 25 cm, naše oči ich jasne nevidia. Na prekonanie tohto problému je potrebná lupa alebo lupa.
Jednoduchá lupa alebo zväčšovacie sklo sa v skutočnosti skladá z dvoch konvexných šošoviek, známych aj ako spojky, na oboch povrchoch. Tento typ šošovky sa nazýva dvojitá konvexná šošovka. Lupa nám umožňuje umiestniť predmety bližšie k očiam, čím sa vytvorí väčší pozorovací uhol. Aby oko minimálne akomodovalo alebo relaxovalo, obraz predmetu musí byť v nekonečne. Toto sa môže stať, ak sa predmet nachádza priamo v ohnisku lupy, ako je znázornené v odpovedi C. Naopak, ak oko akomoduje maximálne, obraz musí byť vo vzdialenosti najmenej 25 cm od oka. Toto sa môže stať, ak sa predmet nachádza vo vnútri ohniska lupy, ako je znázornené v odpovedi D.
Správna odpoveď je D.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium
