Instrumente optike - probleme dhe zgjidhje

Instrumente optike - probleme dhe zgjidhje

Pasqyrë konkave

1. Një objekt me lartësi h vendoset në një distancë që është më e vogël se gjatësia fokale f. Përcaktoni vetitë e imazhit.

Zgjidhje

Sipas figurës së mësipërme, vetitë e imazhit janë virtuale, vertikale dhe më të mëdha se një objekt.

2. Nëse një objekt vendoset në qendër midis pikës fokale dhe pasqyrës konkave, imazhi i formuar nga pasqyra është:

1. 2 herë më i madh se objekti

2. Drejtë

3. Distanca e imazhit = gjatësia fokale

4. Virtuale

Deklarata e saktë është……

zgjidhje:

Gjatësia fokale (f) = 20 cm dhe distanca e objektit (d₂o ₎ = 10 cm, siç tregohet në figurën më poshtë:

a) Distanca e imazhit

1/f = 1/d _o + 1/d _i

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 cm

Shenja minus tregon që imazhi është virtual ose rrezet nuk kalojnë nëpër pikë.

b) Zmadhimi i imazhit

M = -d _i / d _o = -(-20)/10 = 20/10 = 2 herë

Shenja plus tregon që imazhi është drejt dhe imazhi është 2 herë më i madh se objekti.

Vetitë e imazhit

1. Imazh 2 herë më i madh se objekti

2. Drejtë

3. Distanca e imazhit = gjatësia fokale = 20 cm

4. Virtuale

Pasqyrë konvekse

3. Distanca e një objekti është 2 metra përpara pasqyrës konvekse dhe lartësia e imazhit është 1/16 herë lartësia e objektit. Cila është gjatësia fokale e pasqyrës?

I njohur:

Distanca e objektit (d _o ) = 2 metra

Zmadhimi i imazhit (M) = 1/16 herë

Kërkohet: gjatësia fokale e pasqyrës konvekse

zgjidhje:

Distanca e imazhit:

Distanca e imazhit është – 1/8 metër. Shenja minus tregon që imazhi është virtual.

Gjatësia fokale (f):

Shenja minus tregon që gjatësia fokale është virtuale.

4. Përcaktoni vetitë e një imazhi me lartësi h, të vendosur përpara një pasqyre konvekse.

Zgjidhje

Sipas figurës, vetitë e imazhit janë virtuale, vertikale dhe më të vogla se një objekt.

Lupë

7. Një lente me gjatësi fokale 5 m që përdoret si xham zmadhues. Lente që përdoret nga një sy normal kur syri është i fokusuar në pikën e tij më të afërt. Cili është zmadhimi këndor i xhamit zmadhues?

I njohur:

Gjatësia fokale (f) = 5 cm

Pika e afërt e syrit normal (N) = 25 cm

Kërkohet: Zmadhim këndor

zgjidhje:

Nëse syri është i fokusuar në pikën e tij të afërt, distanca e imazhit = pika e afërt e syrit normal. Ekuacioni i zmadhimit këndor:

M = Zmadhim këndor, N = pika e afërt e syrit normal, f = gjatësia fokale e xhamit zmadhues

Zmadhimi këndor kur syri është i fokusuar në pikën e tij më të afërt:

Sy afërpamës dhe sy largpamës

8. Dikush me sy miop përdor syze me dioptri +2 . Cila është distanca më e afërt që një person mund të shohë pa syze?

I njohur:

Fuqia e lentes (P) = +2 dioptra

Kërkohet: Distanca më e afërt

zgjidhje:

Një lente konvergjente apo një lente divergjente?

Fuqia e lentes është pozitive sepse lentja e përdorur është një lente pozitive ose një lente konvergjente.

Cila është gjatësia fokale e lentes?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/2 = 0.5 m = 50 cm

Gjatësia fokale është 50 cm.

Sy miop dhe sy largpamës?

Sy me shikim të shkurtër sepse lentja e përdorur është një lente pozitive.

Cila është distanca më e afërt që një person mund të shohë pa syze?

Që syri të shohë objekte në një distancë prej 25 cm si një sy normal, lentet duhet të formojnë një imazh në një distancë prej x cm përpara lentes. Imazhi është përpara lentes në mënyrë që imazhi të jetë i drejtë dhe virtual. Imazhi është virtual në mënyrë që distanca e hijes (s') të jetë negative.

-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 cm = -0.50 metra

d _i = 50 cm = 0.5 metra

Distanca më e afërt që një person mund të shohë pa syze është 50 cm. Distanca më e afërt që një sy normal mund të shohë është 25 cm.

syze

9. Pika e afërt e një personi me sy të verbër është 50 cm. Cila është fuqia e lentes që përdor personi në mënyrë që të shohë objekte në një distancë prej 25 cm?

Zgjidhje

Pranë pikës së një syri normal është 25 cm dhe pranë pikës së një personi me sy që shikon me vesh është 50 cm. Lentja që përdor personi është lente konvergjente.

Në mënyrë që objekti i vëzhguars të jetë 25 cm përpara syrit, lentet duhet të formojnë një imazh në një distancë prej 50 cm përpara syrit dhe thjerrëzës. Imazh duhet të jetë përpara syrit që të shihet në mënyrë që imazh është i drejtë dhe virtual.

I njohur:

Distanca e objektit (d _o ) = 25 cm

Distanca e imazhit (d _i ) = -50 cm (negative sepse virtuale)

Kërkohet : Gjatësia fokale (f) dhe fuqia e lentes (P)

zgjidhje:

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 cm = 0.5 m

Shenja plus tregon që lentet po konvergojnë.

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

Fuqia e lentes është +2 D.

Mikroskop

10. Një mikroskop ka një objektiv dhe një lente okulare me gjatësi fokale prej 0.9 cm dhe 5 cm. Dikush vendos një objekt 10 mm përpara lentes objektive për ta vëzhguar përmes një lente okulare pa akomodim. Nëse objekti ka një gjatësi prej 0.5 mm dhe distanca normale e leximit të personit është 25 cm, atëherë gjatësia e objektit do të shihet të jetë...

I njohur:

Gjatësia fokale e lentes objektive (f _ob ) = 0.9 cm = 9 mm

Gjatësia fokale e lentes okulare (f _ok ) = 5 cm = 50 mm

Distanca e objektit nga lentet e objektivit (s- _ob ) = 10 mm

Gjatësia e objektit (h2o ₎ = 0.5 mm

Pika e afërt e syrit normal (N) = 25 cm = 250 mm

Kërkohet: Gjatësia e imazhit (h _i' )

zgjidhje:

Distanca e imazhit nga lentet objektive

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

Zmadhimi total i mikroskopit kur syri është i relaksuar ose kur imazhi është në infinit, i llogaritur duke përdorur ekuacionin:

Gjatësia e imazhit = gjatësia e objektit x zmadhimi total = (0.5 mm)(45) = 22.5 mm.

11. Gjatësia fokale e një lente objektivi të një mikroskopi është 2.0 cm. Një objekt vendoset në 2.2 cm. Gjatësia e mikroskopit është 24.5 cm. Syri është normal dhe i relaksuar. Cili është zmadhimi total i mikroskopit.

I njohur:

Gjatësia fokale e lentes objektive (f _ob ) = 2.0 cm

Distanca e objektit nga lentet objektive (d _ob ) = 2.2 cm

Gjatësia e mikroskopit (l) = 24.5 cm

Pika e afërt e syrit normal (N) = 25 cm

Syri është i relaksuar.

Kërkohet: Zmadhimi total i mikroskopit (M)

zgjidhje:

Syri është i relaksuar kur imazhi është në pafundësi.

Zmadhimi total i mikroskopit kur syri është i relaksuar:

M = zmadhim total

l = gjatësia e mikroskopit = distanca midis lentes objektive dhe lentes okulare = gjatësia fokale e lentes okulare + distanca e imazhit nga lentet objektive (d _ob ') = _fok + d _ob '

Distanca e imazhit nga lentet objektive (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

Distanca e imazhit nga lentet objektive është 22 cm.

Gjatësia fokale e lentes okulare (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

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

Zmadhimi total i mikroskopit (M):

12. Pika më e afërt e një syri normal është 25 cm. Cili është zmadhimi i mikroskopit?

I njohur:

Pika e afërt e syrit normal (N) = 25 cm

Distanca e objektit (d _ob ) = 1.2 cm

Gjatësia fokale e lentes objektive (foob ₎ = 1 cm

Gjatësia fokale e lentes okulare (fok ₎ = 5 cm

Distanca midis lentes objektive dhe lentes okulare = 10 cm

Kërkohet: Zmadhimi i mikroskopëve

zgjidhje:

Nëse imazhi përfundimtar është në infinit, atëherë syri është i relaksuar (akomodim minimal). Nëse imazhi përfundimtar është në pikën e afërt (25 cm), syri nuk është i relaksuar, por i fokusuar në pikën e afërt (akomodim maksimal).

Ekuacioni i zmadhimit të mikroskopit kur syri është i fokusuar në pikën e afërt (akomodimi maksimal):

Distanca e imazhit nga lentet objektive (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 cm

Zmadhimi i imazhit:

Problemet dhe zgjidhjet e mikroskopit

Teleskop

Problemet dhe zgjidhjet e teleskopit 1

Problemet dhe zgjidhjet e teleskopit 2

1. Cili është parimi themelor i instrumenteve optike?
   • PërgjigjeParimi bazë që fshihet pas instrumenteve optike është manipulimi i dritës, kryesisht nëpërmjet thyerjes dhe reflektimit, për të formuar dhe zmadhuar imazhe, duke na ndihmuar të vëzhgojmë më mirë objektet ose të matim veti të caktuara të dritës.
2. Si funksionojnë syzet korrigjuese për të përmirësuar shikimin?
   • PërgjigjeSyzet korrigjuese kanë lente që kompensojnë mangësitë e syrit në fokusimin e dritës. Për miopinë, lentet konvekse përhapin rrezet e dritës, ndërsa për hipermetropinë, lentet konvekse konvergojnë rrezet e dritës, duke i mundësuar syrit të fokusojë siç duhet imazhet në retinë.
3. Pse një xham zmadhues i bën objektet të duken më të mëdha?
   • PërgjigjeNjë xham zmadhues është një lente konvekse që krijon një imazh virtual, të zmadhuar dhe të drejtë të objektit kur objekti vendoset brenda gjatësisë fokale të lentes. Syri e percepton këtë imazh të zmadhuar si më të madh se vetë objekti.
4. Si ndikon diafragma e një aparati fotografik në cilësinë e imazhit?
   • PërgjigjeApertura kontrollon sasinë e dritës që hyn në kamera. Një aperturë më e madhe lejon më shumë dritë, gjë që mund të rezultojë në fotografi më të mira në dritë të ulët. Megjithatë, një aperturë më e madhe gjithashtu zvogëlon thellësinë e fushës, që do të thotë se një pjesë më e vogël e imazhit do të jetë në fokus. Anasjelltas, një aperturë më e vogël rrit thellësinë e fushës, por mund të kërkojë kohë më të gjata ekspozimi ose cilësime më të larta ndjeshmërie.
5. Pse dylbitë shpesh kanë të shkruar një numër si “10×50”?
   • PërgjigjeNë dylbitë “10×50”, “10x” do të thotë që objekti do të duket 10 herë më afër sesa me sy të lirë. “50” i referohet diametrit të lentes së objektivit në milimetra. Një lente më e madhe e objektivit mund të mbledhë më shumë dritë, duke e bërë imazhin më të ndritshëm, veçanërisht i dobishëm në kushte me dritë të ulët.
6. Si arrin një teleskop të mbledhë më shumë dritë sesa syri i njeriut, dhe pse është kjo e rëndësishme për të vëzhguar yjet e largëta?
   • PërgjigjeTeleskopët kanë lente objektivi (ose pasqyra) shumë më të mëdha se syri i njeriut, duke i lejuar ata të mbledhin dhe përqendrojnë më shumë dritë. Kjo aftësi e shtuar e mbledhjes së dritës është thelbësore për të vëzhguar objekte qiellore të largëta dhe të zbehta që nuk do të ishin të dukshme me sy të lirë.
7. Cili është ndryshimi midis një teleskopi refraktues dhe një teleskopi reflektues?
   • PërgjigjeNjë teleskop (ose refraktor) refraktor përdor lente për të përkulur dhe fokusuar dritën, ndërsa një teleskop (ose reflektor) reflektues përdor pasqyra. Refraktorët shpesh vuajnë nga aberacioni kromatik, i cili mund të shkaktojë vija me ngjyra rreth objekteve. Reflektorët e shmangin këtë problem, por mund të kërkojnë shtrirje dhe rregullim më të shpeshtë.
8. Pse mikroskopët përdorin lente të shumëfishta?
   • PërgjigjeMikroskopët përdorin një kombinim lentesh (objektivi dhe okulari) për të arritur zmadhim dhe rezolucion të lartë. Lentja objektive e zmadhon mostrën dhe më pas okulari e zmadhon më tej atë imazh. Kombinimi lejon vëzhgimin e detajuar të strukturave të vogla.
9. Si e transmeton informacion një fibër optike në distanca të gjata?
   • PërgjigjeFibrat optike përdorin parimin e reflektimit të brendshëm total. Sinjalet e dritës (nga lazerët) futen në fibër dhe reflektohen nga muret e brendshme të fibrës, duke udhëtuar distanca të mëdha me humbje minimale të intensitetit. Këto sinjale drite mund të mbajnë sasi të mëdha të dhënash.
10. Cili është roli i një prizmi në një spektrometër?

• PërgjigjeNë një spektrometër, një prizëm shpërndan dritën hyrëse në ngjyrat e saj përbërëse (spektrin) bazuar në gjatësitë e valëve. Kjo lejon analizën e burimeve të dritës për të përcaktuar përbërjen, intensitetin dhe vetitë e tjera të tyre.