Zobrazení spojkou

Úkol:

1. Určete závislost obrazové vzdálenosti na předmětové pro spojku.
2. Z výsledků experimentu určete ohniskovou vzdálenost.

Vybavení: spojka, zdroj světla s LED, stínítko, metrové pravítko nebo svinovací metr.

Spojka dokáže vytvářet reálné obrazy – rozbíhavý svazek světla vycházející z předmětu přemění na svazek sbíhavý. V místě, kde se paprsky sbíhají, vzniká ostrý obraz. Tento obraz lze zachytit na stínítku.

Vaším úkolem je zjistit měřením, jak závisí poloha obrazu (obrazová vzdálenost – vzdálenost obrazu od čočky) na poloze předmětu (předmětová vzdálenost – vzdálenost předmětu od čočky).

Z měření také získáte ohniskovou délku použité čočky.

Postup:

1. Sestavte experiment podle fotografie a vytvořte ostrý obraz zdroje.
2. Měňte předmětovou vzdálenost a hledejte polohu obrazu. Naměřené hodnoty zaznamenávejte do tabulky.
3. Promítněte na stínítko obraz krajiny za oknem učebny – změřte vzdálenost obrazu od čočky.
4. Vytvořte graf závislosti obrazové vzdálenosti na předmětové.
5. Z měření vypočítejte ohniskovou délku čočky.

Otázky:

1. Porovnejte vypočítanou ohniskovou délku s polohou obrazu krajiny z bodu (3). Jak to vyšlo a proč?
2. Jaká funkce popisuje závislost obrazové délky na délce předmětové?
3. Vypočítejte převrácené hodnoty předmětové a obrazové délky (\(1/a\) a \(1/a'\)), sestrojte v tabulkovém kalkulátoru graf závislosti těchto převrácených hodnot. Proložte grafem lineární závislost a z její rovnice určete ohniskovou délku čočky. Porovnejte výsledek s výpočtem z bodu 5).
4. Určete, jak vzdálené předměty se zobrazují prakticky do ohniska spojné čočky (uvažujme, že obraz je vzdálen od ohniska o méně než procento ohniskové délky spojky).
5. Jak vzdálené předměty splňují podmínku z předchozího bodu pro vaše oko?