Optiskt instrument Formel Ögon Glasögon Kikare

Exempelfrågor och formler för optiska instrument, ögon, glasögon, kikare

Mata

1. Ett av de naturliga optiska instrumenten är ögat. I synprocessen bildas en bild...

1. Sant, upprätt, mitt på näthinnan
2. Sant, inverterat, precis på näthinnan
3. Virtuell, upprätt, mitt på näthinnan
4. Maya, upp och ner, mitt på näthinnan

Diskussion
Närpunkten för ett genomsnittligt normalt öga är 25 cm. Närpunkten är det kortaste avståndet ögat kan fokusera på. Det mänskliga ögats diameter är naturligtvis mindre än 25 cm, så även ögats lins brännvidd är mindre än 25 cm. Därför måste objektavståndet (s) vara större än ögats lins-systems brännvidd (f).

Ögonlinssystemet är en konvex lins. Därför har bilden som bildas av ögonlinssystemet under betraktandeprocessen samma egenskaper som bilden som bildas av en konvex lins. Egenskaperna hos bilden som bildas av ögonlinssystemet när avståndet till objektet (s) är större än brännvidden (f) inkluderar:
– Sant eller verkligt
- Bakåt
– Minskad
– Rakt på näthinnan

Bilden måste vara exakt placerad på näthinnan eftersom näthinnan omvandlar ljusvågor till elektriska signaler som överförs till hjärnan. Även om bilden är inverterad, återger den mänskliga hjärnan den upprätt, så objekt som syns med ögat verkar upprätta.

Det rätta svaret är B.

Kacamata

2. En person har en närpunkt på 16 cm och en fjärrpunkt på 80 cm. Om hen bär glasögon kan hen se mycket avlägsna föremål tydligt. Genom att använda dessa glasögon är avståndet till det närmaste föremålet som hen kan se tydligt….

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

Diskussion
Det är känt att:
Personens bortre synavstånd är bara 80 cm, så man kan dra slutsatsen att personen är långsynt.
Närsynthet uppstår eftersom ögats linssystem är mer krökt eller mindre platt än det borde vara i ett normalt öga, vilket minskar dess brännvidd. Detta gör att ljusstrålar från objekt i oändligheten (den avlägsna punkten) fokuseras framför näthinnan istället för på näthinnan.
Frågade: Avståndet till det närmaste objektet som kan ses tydligt med glasögon
Jawab:
Personens bortre punkt är 80 cm. Glasögonlinserna ska bilda en bild 80 cm framför honom. Bilden är framför ögat och glasögonlinserna, så bilden är virtuell och upprätt. Så bildavståndet (s') = -80 cm.
Om en person bär glasögon kan hen se mycket avlägsna föremål tydligt. Så avståndet till föremålet (avstånden) = den avlägsna punkten på det normala ögat = oändligheten = ~.

Okularets brännvidd:
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 brännvidd innebär att glasögonlinsen som används är en konkav lins eller en divergerande lins.

Om personen använder samma glasögonlinser, vad är avståndet till det närmaste objektet som kan ses tydligt? Linsens brännvidd (f) = -80 cm. Linsen måste bilda en bild på ett avstånd av 16 cm framför ögat och linsen så att bilden är virtuell och har ett negativt tecken. Så bildavståndet (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.
Det närmaste föremålet han kan se tydligt är 20 cm.
Det rätta svaret är B.

3. Glasögon är ett verktyg som hjälper dig att se tydligt. Du ser ofta dina vänner bära glasögon. Hur ser ljusstrålarnas väg genom linserna dina vänner har på sig ut på rätt sätt?

Diskussion

Glasögonlinsen som används, baserat på bilden, är en konkav lins. Banan för den inkommande ljusstrålen som bryts av den konkava linsen ska vara som i svar B.

4. Observera följande bild av ljusets väg genom ögat före och efter att man har glasögon på sig. Baserat på bilden kan man dra slutsatsen att…
Diskussion
Långsynthet = hypermetropi
Konvergent lins = konvex lins = positiv lins
Det rätta svaret är B.

Kikare

5. Förstoringsgraden för ett teleskop som är 10 cm långt är 3. Objektivets brännvidd respektive okularets brännvidd är….

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

Diskussion
Det är känt att:
Kikarförstoring (M) = 3
Teleskopets längd (l) = 10 cm
Frågade: Brännvidd för objektivlinsen och brännvidd för okularlinsen
Jawab:
Formeln för teleskopets längd (l) när ögat är i minimal ackommodation:
l = f_ob +f_ok
10 cm = f_ob +f_ok  - Ekvation 1

Formeln för förstoring av kikare (M) när ögat är i minimal ackommodation:
M = f_ob /f_ok
3 = f_ob /f_ok
f_ob = 3 f_ok - Ekvation 2

Ersätt f_ob Pada persamaan 1 med f_ok Pada persamaan 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
Okularlinsens brännvidd = 2,5 cm
Brännvidd för objektivlinsen = 3 f_ok = 3 (2,5 cm) = 7,5 cm

Objektivets brännvidd och okularets brännvidd är 7,5 cm respektive 2,5 cm.
Det rätta svaret är B.

Frågekälla:

Frågor om OSN i fysik för högstadiet