Mga instrumentong optikal – mga problema at solusyon

Mga instrumentong optikal – mga problema at solusyon

Malukong salamin

1. Isang bagay na may mataas na h ang inilalagay sa layong mas maliit kaysa sa focal length f. Tukuyin ang mga katangian ng imahe.

Solusyon

Ayon sa pigura sa itaas, ang mga katangian ng imahe ay birtwal, patayo at mas malaki kaysa sa isang bagay.

2. Kung ang isang bagay ay inilalagay sa gitna sa pagitan ng focal point at ng concave mirror, ang imaheng nabubuo ng salamin ay:

1. Mas malaki nang 2 beses kaysa sa bagay

2. Patayo

3. Distansya ng imahe = haba ng pokus

4. Virtual

Ang tamang pahayag ay…..

solusyon:

Ang haba ng pokus (f) = 20 cm at ang distansya ng bagay (d _o ) = 10 cm, gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba:

a) Distansya ng imahe

1/f = 1/d₂o ₊ 1/ _d₂i

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

Ang simbolong minus ay nagpapahiwatig na ang imahe ay birtwal o ang mga sinag ay hindi dumadaan sa punto.

b) Pagpapalaki ng imahe

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

Ang simbolong plus ay nagpapahiwatig na ang imahe ay patayo at ang imahe ay mas malaki nang 2 beses kaysa sa bagay.

Mga katangian ng imahe

1. Larawan na 2 beses na mas malaki kaysa sa bagay

2. Patayo

3. Distansya ng imahe = haba ng fokal = 20 cm

4. Virtual

Matambok na salamin

3. Ang distansya ng isang bagay ay 2 metro sa harap ng convex mirror at ang taas ng imahe ay 1/16 beses ng taas ng bagay. Ano ang focal length ng salamin?

Kilala:

Distansya ng bagay (d _o ) = 2 metro

Pagpapalaki ng imahe (M) = 1/16 beses

Hinahanap: haba ng focal ng convex mirror

solusyon:

Distansya ng imahe:

Ang distansya ng imahe ay – 1/8 metro. Ang simbolong minus ay nagpapahiwatig na ang imahe ay birtwal.

Ang haba ng pokus (f):

Ang simbolong minus ay nagpapahiwatig na ang haba ng focal ay virtual.

4. Tukuyin ang mga katangian ng isang imaheng h-high, na matatagpuan sa harap ng isang convex mirror.

Solusyon

Ayon sa pigura, ang mga katangian ng imahe ay birtwal, patayo at mas maliit kaysa sa isang bagay.

Lente

7. Isang 5-m na focal length na lente na ginagamit bilang magnifying glass. Ang lente na ginagamit ng isang normal na mata kapag ang mata ay nakatutok sa malapit na punto nito. Ano ang angular magnification ng magnifying glass?

Kilala:

Ang haba ng pokus (f) = 5 cm

Malapit na punto ng normal na mata (N) = 25 cm

Hinahanap: Angular na pagpapalaki

solusyon:

Kung ang mata ay nakapokus sa malapit na punto nito, ang distansya ng imahe = malapit na punto ng normal na mata. Ang equation ng angular magnification:

M = Angular magnification, N = malapit na punto ng normal na mata, f = focal length ng magnifying glass

Ang angular magnification kapag ang mata ay nakatutok sa malapit na punto nito:

Matang may Malapit na Paningin at Matang may Malayong Paningin

8. Ang isang taong may mata na malapit ang paningin ay gumagamit ng salamin sa mata na may +2 Diopters . Ano ang pinakamalapit na distansya na nakikita ng isang tao nang walang salamin sa mata.

Kilala:

Lakas ng lente (P) = +2 diopters

Hinahanap: Ang pinakamalapit na distansya

solusyon:

Isang converging lens o diverging lens?

Positibo ang lakas ng lente dahil ang lenteng ginamit ay positibong lente o nagtatagpo na lente.

Ano ang focal length ng lente?

P = 1/f

2 = 1/f

f = 1/2 = 0.5 m = 50 cm

Ang haba ng focal ay 50 cm.

Matang may malapit na paningin at mata na may malayong paningin?

Matang may malapit na paningin dahil ang lente na ginamit ay positibong lente.

Ano ang pinakamalapit na distansya na nakikita ng isang tao nang walang salamin sa mata?

Upang makita ng mata ang mga bagay sa layong 25 cm gaya ng normal na mata, dapat bumuo ang lente ng isang imahe sa layong x cm sa harap ng lente. Ang imahe ay nasa harap ng lente upang ang imahe ay patayo at birtwal. Ang imahe ay birtwal kaya ang distansya ng anino (s') ay negatibo.

-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 metro

d _i = 50 cm = 0.5 metro

Ang pinakamalapit na distansya na nakikita ng isang tao nang walang salamin sa mata ay 50 cm. Ang pinakamalapit na distansya na nakikita ng isang normal na mata ay 25 cm.

anteoho

9. Ang near point ng isang taong may n- earsighted na mata ay 50 cm. Ano ang power ng lens na ginagamit ng tao upang makakita ito ng mga bagay sa layong 25 cm?

Solusyon

Ang malapit sa punto ng isang normal na mata ay 25 cm at malapit sa punto ng isang taong may mata na nakakakita ng pandinig ay 50 cm. Ang lente na ginagamit ng tao ay converging lens.

Upang ang naobserbahang bagays upang maging 25 cm sa harap ng mata, ang lente ay dapat bumuo ng isang larawan sa layong 50 cm sa harap ng mata at lente. Imahen dapat nasa harap ng mata upang makita nang sa gayon ang larawan ay patayo at birtwal.

Kilala:

Distansya ng bagay (d _o ) = 25 cm

Distansya ng imahe (d _i ) = -50 cm (negatibo dahil birtwal)

Hinahanap : Ang haba ng focal (f) at ang lakas ng lente (P)

solusyon:

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 sentimetro = 0.5 metro

Ang plus sign ay nagpapahiwatig na ang lente ay nagtatagpo.

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

Ang lakas ng lente ay +2 D.

Microscope

10. Ang isang mikroskopyo ay may objective at ocular lens na may focal lengths na 0.9 cm at 5 cm. May isang taong naglalagay ng 10 mm na bagay sa harap ng objective lens upang maobserbahan sa pamamagitan ng ocular lens nang walang akomodasyon. Kung ang bagay ay may haba na 0.5 mm at ang normal na distansya sa pagbasa ng tao ay 25 cm, kung gayon ang haba ng bagay ay makikita bilang...

Kilala:

Ang haba ng pokus ng lente ng obhetibo (f _ob ) = 0.9 cm = 9 mm

Ang focal length ng ocular lens (f _ok ) = 5 cm = 50 mm

Distansya ng bagay mula sa lente ng obhetibo (s _ob ) = 10 mm

Haba ng bagay (h _o ) = 0.5 mm

Malapit na punto ng normal na mata (N) = 25 cm = 250 mm

Hinahanap: Haba ng imahe (h _i' )

solusyon:

Distansya ng imahe mula sa lente ng layunin

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

Kabuuang magnification ng mikroskopyo kapag ang mata ay relaks o kapag ang imahe ay nasa infinity, kinalkula gamit ang equation:

Haba ng imahe = haba ng bagay x kabuuang pagpapalaki = (0.5 mm)(45) = 22.5 mm.

11. Ang focal length ng isang objective lens ng isang mikroskopyo ay 2.0 cm. Ang isang bagay ay nakalagay sa layong 2.2 cm. Ang haba ng mikroskopyo ay 24.5 cm. Ang mata ay normal at relaks. Ano ang kabuuang magnification ng mikroskopyo.

Kilala:

Ang haba ng pokus ng lente ng obhetibo (f _ob ) = 2.0 cm

Distansya ng bagay mula sa lente ng obhetibo (d _ob ) = 2.2 cm

Haba ng mikroskopyo (l) = 24.5 cm

Malapit na punto ng normal na mata (N) = 25 cm

Nakarelaks ang mata.

Hinahanap: Kabuuang pagpapalaki ng mikroskopyo (M)

solusyon:

Relaks ang mata kapag ang imahe ay nasa kawalang-hanggan.

Kabuuang pagpapalaki ng mikroskopyo kapag ang mata ay nakarelaks:

M = kabuuang pagpapalaki

l = haba ng mikroskopyo = distansya sa pagitan ng lente ng obhetibo at lente ng okular = haba ng fokal ng lente ng okular + distansya ng imahe mula sa lente ng obhetibo (d _ob ') = f _ok + d _ob '

Distansya ng imahe mula sa lente ng obhetibo (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

Ang distansya ng imahe mula sa lente ng obhetibo ay 22 cm.

Focal length ng ocular lens (f _ok ):

l = f _ok + s _ob '

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

Kabuuang pagpapalaki ng mikroskopyo (M):

12. Ang malapit na punto ng isang normal na mata ay 25 cm. Ano ang magnification ng mikroskopyo.

Kilala:

Malapit na punto ng normal na mata (N) = 25 cm

Distansya ng bagay (d _ob ) = 1.2 cm

Focal length ng objective lens (f _ob ) = 1 cm

Focal length ng ocular lens (f _ok ) = 5 cm

Distansya sa pagitan ng lente ng obhetibo at lente ng okular = 10 cm

Hinahanap: Pagpapalaki ng mga mikroskopyo

solusyon:

Kung ang huling imahe ay nasa kawalang-hanggan, kung gayon ang mata ay relaks (minimum na akomodasyon). Kung ang huling imahe ay nasa malapit na punto (25 cm), ang mata ay hindi relaks ngunit nakatutok sa malapit na punto (maximum na akomodasyon).

Ekwasyon ng magnipikasyon ng mikroskopyo kapag ang mata ay nakatutok sa malapit na punto (pinakamataas na akomodasyon):

Distansya ng imahe mula sa lente ng obhetibo (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

Pagpapalaki ng imahe:

Mga problema at solusyon sa mikroskopyo

Teleskopyo

Mga problema at solusyon sa teleskopyo 1

Mga problema at solusyon sa teleskopyo 2

1. Ano ang pangunahing prinsipyo sa likod ng mga instrumentong optikal?
   • sagotAng pangunahing prinsipyo sa likod ng mga instrumentong optikal ay ang manipulasyon ng liwanag, pangunahin sa pamamagitan ng repraksyon at repleksyon, upang bumuo at palakihin ang mga imahe, na tumutulong sa atin na mas mahusay na obserbahan ang mga bagay o sukatin ang ilang partikular na katangian ng liwanag.
2. Paano gumagana ang corrective eyeglasses upang mapabuti ang paningin?
   • sagotAng mga corrective eyeglasses ay may mga lente na bumabawi sa mga kakulangan ng mata sa pagpokus ng liwanag. Para sa nearsightedness, ang mga convex lens ay nagpapakalat ng mga sinag ng liwanag, habang para sa farsightedness, ang mga convex lens ay nagtatagpo ng mga sinag ng liwanag, na nagbibigay-daan sa mata na maayos na i-focus ang mga imahe sa retina.
3. Bakit nagmumukhang mas malaki ang mga bagay dahil sa magnifying glass?
   • sagotAng magnifying glass ay isang convex lens na lumilikha ng isang birtwal, pinalaki, at patayong imahe ng bagay kapag ang bagay ay inilagay sa loob ng focal length ng lens. Nakikita ng mata ang pinalaking imaheng ito bilang mas malaki kaysa sa bagay mismo.
4. Paano nakakaapekto ang aperture ng isang kamera sa kalidad ng imahe?
   • sagotKinokontrol ng aperture ang dami ng liwanag na pumapasok sa kamera. Ang mas malaking aperture ay nagbibigay-daan sa mas maraming liwanag, na maaaring magresulta sa mas magagandang litrato sa mababang liwanag. Gayunpaman, binabawasan din ng mas malaking aperture ang depth of field, ibig sabihin ay mas maliit na bahagi ng imahe ang magiging focus. Sa kabaligtaran, pinapataas ng mas maliit na aperture ang depth of field ngunit maaaring mangailangan ng mas mahabang exposure times o mas mataas na sensitivity settings.
5. Bakit kadalasang may nakasulat na numerong tulad ng “10×50” sa mga binocular?
   • sagotSa mga binocular na "10×50", ang "10x" ay nangangahulugang ang bagay ay lilitaw na 10 beses na mas malapit kaysa sa paningin lamang. Ang "50" ay tumutukoy sa diyametro ng objective lens sa milimetro. Ang isang mas malaking objective lens ay maaaring makakuha ng mas maraming liwanag, na ginagawang mas maliwanag ang imahe, lalo na kapaki-pakinabang sa mga kondisyon na mahina ang liwanag.
6. Paano nakakakolekta ng mas maraming liwanag ang isang teleskopyo kaysa sa mata ng tao, at bakit ito mahalaga para sa pagmamasid sa malalayong bituin?
   • sagotAng mga teleskopyo ay may mas malalaking obhetibong lente (o salamin) kaysa sa mata ng tao, na nagbibigay-daan sa mga ito na mangolekta at mag-concentrate ng mas maraming liwanag. Ang pinahusay na kakayahang mangalap ng liwanag na ito ay mahalaga para sa pag-obserba ng malalayo at malabong mga bagay sa kalangitan na hindi makikita ng hubad na mata.
7. Ano ang pagkakaiba ng refracting at reflecting telescope?
   • sagotAng isang refracting telescope (o refractor) ay gumagamit ng mga lente upang ibaluktot at itutok ang liwanag, habang ang isang reflecting telescope (o reflector) ay gumagamit ng mga salamin. Ang mga refractor ay kadalasang dumaranas ng chromatic aberration, na maaaring magdulot ng mga kulay na gilid sa paligid ng mga bagay. Naiiwasan ng mga reflector ang problemang ito ngunit maaaring mangailangan ng mas madalas na pag-align at pagsasaayos.
8. Bakit gumagamit ng maraming lente ang mga mikroskopyo?
   • sagotGumagamit ang mga mikroskopyo ng kombinasyon ng mga lente (obhetibo at eyepiece) upang makamit ang mataas na magnification at resolution. Pinalalaki ng objective lens ang ispesimen, at pagkatapos ay lalong pinapalaki ng eyepiece ang imaheng iyon. Ang kombinasyon ay nagbibigay-daan sa detalyadong obserbasyon ng maliliit na istruktura.
9. Paano nagpapadala ng impormasyon ang isang optical fiber sa malalayong distansya?
   • sagotGinagamit ng mga optical fiber ang prinsipyo ng kabuuang panloob na repleksyon. Ang mga signal ng liwanag (mula sa mga laser) ay ipinapasok sa fiber at nagrereplekta mula sa mga panloob na dingding ng fiber, na naglalakbay sa malalayong distansya na may kaunting pagkawala ng intensidad. Ang mga signal ng liwanag na ito ay maaaring magdala ng napakaraming datos.
10. Ano ang papel ng isang prisma sa isang spectrometer?

• sagotSa isang spectrometer, ikinakalat ng isang prisma ang papasok na liwanag patungo sa mga kulay nito (spectrum) batay sa mga wavelength. Nagbibigay-daan ito sa pagsusuri ng mga pinagmumulan ng liwanag upang matukoy ang kanilang komposisyon, intensidad, at iba pang mga katangian.