Toolyard

Симулятор линз и зеркал

Уравнения этой модели

1 ÷ f = 1 ÷ o + 1 ÷ i
fФокусное расстояние f (модуль, см)положительное для собирающей линзы и вогнутого зеркала, отрицательное для рассеивающей линзы и выпуклого зеркала
oРасстояние до предмета o (см)от предмета до линзы или зеркала
iрасстояние до изображенияположительное для действительного изображения (за линзой, перед зеркалом), отрицательное для мнимого по другую сторону

При текущих значениях:

m = −i ÷ o = h′ ÷ h
hВысота предмета h (см)стрелка, стоящая на оси
h′высота изображенияотрицательная — изображение перевёрнуто
mувеличениебольше 1 по модулю — увеличенное; отрицательное — перевёрнутое

При текущих значениях:

P = 1 ÷ f
Pоптическая силав диоптриях, при f в метрах; так обозначают линзы оптики: + для очков для чтения и − при близорукости

При текущих значениях:

f = R ÷ 2
Rрадиус кривизны зеркалацентр кривизны C вдвое дальше фокуса; у тонкой линзы с одинаково изогнутыми сторонами R = 2(n − 1)f = f при стекле с n = 1,5

При текущих значениях:

Как пользоваться симулятором линз и зеркал

  1. Выберите собирающую или рассеивающую линзу либо вогнутое или выпуклое зеркало и задайте фокусное расстояние. Красная стрелка — предмет; синяя — его изображение, бледная, если оно мнимое.
  2. Двигайте предмет ползунком расстояния до предмета или отметьте «Двигать предмет вперёд и назад» и следите за тремя главными лучами: параллельным оси, проходящим через центр линзы (или вершину зеркала) и проходящим через фокус. Где они пересекаются, там изображение; где встречаются только их пунктирные продолжения, изображение мнимое.
  3. Под картинкой читайте расстояние до изображения, увеличение и высоту изображения, а в уравнениях — формулу тонкой линзы с вашими числами. График показывает расстояние до изображения в зависимости от расстояния до предмета со скачком в фокусе.

Частые вопросы

Что такое формула тонкой линзы?

1/f = 1/o + 1/i, где f — фокусное расстояние, o — расстояние до предмета, i — расстояние до изображения. То же уравнение работает для зеркал. В используемом здесь правиле знаков «действительное — положительное» f положительно для собирающей линзы и вогнутого зеркала, а отрицательное i означает мнимое изображение. Увеличение m = −i/o.

Когда изображение действительное, а когда мнимое?

Действительное изображение образуется там, где лучи света действительно встречаются, поэтому его можно поймать на экран; у собирающей линзы или вогнутого зеркала оно появляется, когда предмет дальше фокуса, и оно перевёрнуто. Мнимое изображение — там, откуда лучи лишь кажутся исходящими, как изображение в лупе или плоском зеркале: оно прямое и не проецируется. Рассеивающие линзы и выпуклые зеркала дают только мнимые уменьшенные изображения.

Что происходит, когда предмет в фокусе?

Лучи выходят из линзы параллельно, поэтому никогда не встречаются, и изображение не образуется: 1/i = 1/f − 1/f = 0, так что i бесконечно. Чуть ближе фокуса получается большое мнимое изображение (лупа); чуть дальше — большое действительное изображение вдали (проектор).

Что такое диоптрия?

Единица оптической силы, P = 1/f при f в метрах. Линза с фокусным расстоянием 25 см — 4 диоптрии. Так записывают рецепты очков: плюс для собирающих линз, помогающих при дальнозоркости и для чтения, минус для рассеивающих линз, исправляющих близорукость.

Пишет, что WebGL выключен.

Для 3D-вида нужен WebGL, который есть во всех современных браузерах. Он может быть выключен, если в настройках браузера отключено аппаратное ускорение или графический драйвер очень старый. Включите аппаратное ускорение или попробуйте другой браузер.

Загружается ли что-нибудь?

Нет. Симуляцию рисует ваш собственный браузер с помощью WebGL; ничего никуда не отправляется, и после загрузки страницы она работает и офлайн.

Ещё симуляции по физике

Ещё научные симуляции

Симулятор орбитСимулятор рассеяния РезерфордаСобытие в коллайдереСимулятор радиоактивного распадаСимулятор атома Бора3D-просмотр молекулСимулятор идеального газаСимулятор диффузии и осмосаПросмотр сворачивания ДНК и РНКСимулятор роста бактерийСимулятор центрифугиСимулятор кривой титрованияСимулятор скорости реакции и теории столкновенийСимулятор химического равновесия (Ле Шателье)Симулятор гальванического элемента и электролизаСимулятор кривой нагревания и фазовых переходов3D-просмотр атомных орбиталейСимулятор буферовСимулятор хроматографииСимулятор спектрофотометра и закона Бугера — Ламберта — Бера3D-просмотр кристаллических решётокСимулятор ферментативной кинетикиСимулятор потенциала действияСимулятор ПЦРСимулятор естественного отбора и популяционной генетикиСимулятор сердца и сердечного циклаСимулятор гель-электрофорезаСимулятор митоза и мейозаСимулятор синтеза белка: транскрипция и трансляцияСимулятор фотосинтеза и лимитирующих факторовСимулятор популяций хищников и жертвСимулятор распространения эпидемии: SIR и SEIRСимулятор времён года и продолжительности дняСимулятор тектоники плит и землетрясенийСимулятор фаз Луны, приливов и затменийСимулятор парникового эффектаСимулятор эволюции звёзд и диаграммы Герцшпрунга — РасселаСимулятор доски ГальтонаСимулятор рядов Фурье

Похожие симуляции

Руководства