Fizika (7-8.)
A homorú tükör képalkotása, nevezetes sugármenetek
Információ ehhez a munkalaphoz
Módszertani célkitűzés
A homorú tükörben keletkező kép tanulmányozása interaktív alkalmazás segítségével. A homorú tükör könnyen szerkeszthető nevezetes fénysugarainak megismerése. A fényforrás (tárgy) mozgatásával keletkező kép jellemzőinek vizsgálata. A nevezetes helyzetekben a kép jellemzőinek rögzítése táblázatba. Az eredmények automatikus kiértékelése, a tanulók önértékelésének biztosítása. A tanulói motiváció növelése az interaktív alkalmazás adta lehetőségek aktív kihasználása révén.
Az alkalmazás nehézségi szintje, tanárként
Könnyű, nem igényel külön készülést.
Felhasználói leírás
A homorú tükörben keletkező kép tanulmányozása interaktív alkalmazás segítségével. A homorú tükör könnyen szerkeszthető nevezetes fénysugarainak megismerése.
A geometriai optikában a tárgy úgy tekinthető, mint számtalan, egymás melletti pontszerű fényforrás, ezért ezek közül elég, ha csak a tárgy legfelső pontjából kiinduló fénysugarakat tanulmányozzuk. Ezt nevezzük ezután fényforrásnak. A gömbtükörben keletkező kép helyének és méretének meghatározásához, a tárgy egy pontjából kiinduló nagyszámú fénysugárból ki kell választani kettőt, esetleg hármat.
Ez az egyszerűsített modell lehetővé teszi a matematikai összefüggések megfogalmazását.
- FELADAT
Változtasd a fényforrás helyét az egér segítségével, és figyeld meg, melyik az a három fénysugár, amelyiket a visszaverődés után könnyen megszerkeszthetünk! - FELADAT
A fényforrást a főtengely közelében mozgatva milyen, jól elkülöníthető eseteket tudsz megkülönböztetni? Az „A” legördülő menüből válaszd ki a tárgy helyét, majd a többi legördülő menüből a kép jellemzőit (valódi – látszólagos, képméret, képtávolság, a kép állása)!
A „Rögzítés” gombra kattintva a kiválasztott jellemzők bekerülnek a táblázatba. A táblázat kitöltése után, az ellenőrző gomb megnyomásával kiértékelheted a válaszaid helyességét. - FELADAT
Milyen kapcsolat figyelhető meg a tárgytávolság (t) és képtávolság (k) aránya, valamint a képméret és tárgyméret aránya között? A megközelítő összefüggés megállapításához kapcsold be a rácsot! - FELADAT
Mi történik a fénysugarak metszéspontjával, ha a tárgyat (a fényforrást) messzebb visszük a főtengelytől? Fogalmazd meg a tiszta kép keletkezésének feltételét! Képalkotás céljából mekkora nyílásszögű homorú tükröket érdemes készíteni?
INFORMÁCIÓ: 1. FELADAT
VÁLASZ:
A három nevezetes fénysugár:
Az optikai tengellyel párhuzamosan érkező fénysugár a fókuszponton keresztül verődik vissza.
A fókuszponton át érkező fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan verődik vissza.
A görbületi középponton áthaladó fénysugár önmagába verődik vissza.
Az optikai tengellyel párhuzamosan érkező fénysugár a fókuszponton keresztül verődik vissza.
A fókuszponton át érkező fénysugár az optikai tengellyel párhuzamosan verődik vissza.
A görbületi középponton áthaladó fénysugár önmagába verődik vissza.
INFORMÁCIÓ: 2. FELADAT
INFORMÁCIÓ: 3. FELADAT
Igazolható a összefüggés.
INFORMÁCIÓ: 4. FELADAT
VÁLASZ:
Tiszta kép akkor keletkezik, ha a tárgy egy pontjából kiinduló fénysugarak, egy és csakis egy pontban találkoznak. Homorú tükör esetén (is), ennek feltétele a paraxiális (a tengelyhez közel terjedő, azzal kis szöget bezáró) sugarak használata.