Optikai képalkotás: lencsék, tükrök és trükkök Nagy Sándor honlapjára A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén ✔

A szimuláció

ötlet tanároknak Tanítási Tippek Tanároknak graduation cap
The applet below is used by general permission granted by the Davidson College Physlet Archive. It has been created by Wolfgang Christian.
Az alábbi applet a Davidson College Physlet Archive általános engedélye alapján szerepel a lapon. Szerzője Wolfgang Christian.

Fantasztikusan sokoldalú szimuláció: a legkülönbözőbb elemek kombinációját helyezhetjük el, segédvonalakat húzhatunk, helyzetet és szöget mérhetünk rajta.
A gombfeliratok magyarázata az applettől jobbra látható. A használatot az applet alatti képernyőfelvételek segítik.

Fénynyaláb: párhuzamos kéve; állítható helyzet és irány

Tárgy (nyíl): nyíl alakú tárgy; állítható helyzet és nagyság

Fényforrás: pontszerű; állítható helyzet

Mindent töröl: tényleg!

Lencse: állítható helyzet, fókusz és fajta

Tükör: állítható helyzet, fókusz és fajta

Kollimátor: állítható helyzet és nyílás

Kijelölt törlése: csak az aktív elemet törli

Használati útmutató képernyőfelvételekkel

Induláskor csak a sárga vízszintessel jelölt optikai tengely látszik a fekete háttéren. Ha a kurzort az appletre húzzuk, a bal alsó sarokban megjelenik egy sárga téglalap a kurzor koordinátáival (l. alább). Az optikai és egyéb elemeket úgy helyezzük el az üres ablakban, hogy először az elem gombjára kattintunk, majd az applet fekete területére, ahol a tárgy aktív elemként máris megjelenik, tehát bármit igazíthatunk rajta, amit lehet, ill. akarunk. Az eljárást ismételve több hasonló (vagy más) objektumot is elhelyezhetünk. Segédvonalat bármikor húzhatunk: csak kattintani kell a kezdőpontra, majd elengedés nélkül elhúzzuk az egeret a végpontig. Ilyenkor a sárga téglalap (l. alább) a türkiz színű segédvonal dőlésszögét mutatja az optikai tengelyhez képest babiloni fokokban.
Az ábra egy fénykévét (fénynyalábot) mutat.
A két fehér pötty azt is elárulja, hogy az elem aktív. Ilyenkor az elemet külön lehet törölni, ha akarjuk; látszanak a paraméterei; és állítani is lehet. A kéve függőleges keresztmetszete kör alakú: ezt jelképezi a zöld ellipszis, melyre kattintva a nyaláb mozgatható. Az ellipszis közepének koordinátái alul látszanak. (Pl. az y = -0 azt jelzi, hogy a pötty pontosan az optikai tengelyre esik. Az x = 3 az applet bal szélétől mért távolság. Mindkét adat 100 pixelben értendő.)

A sugárléptetés az ábrázolt sugarak távolságát jelenti, a meredekség pedig az optikai tengelytől való eltérést jellemzi, de nem fokban van megadva, hanem a szög (α = 45°) negatív tangenseként: -tg α. Ez jól látszik a kis ábrán, amely egy α = 45°-os segédvonalat mutat közvetlenül a kijelző fölött. A fénykéve irányát a másik fehér pötty mozgatásával lehet változtatni.

Az ábra egy aktív tárgyat mutat, melyet a sárga kijelző közelében, fejjel lefelé helyeztem el.
A kurzor a felvétel pillanatában épp a nyíl hegyén található fehér pöttyön volt, hogy a kijelzett fehér számokat össze lehessen vetni a nyílhegy koordinátáival. Amint látjuk, a “tárgy” előjeles magassága (h) épp a nyílhegy y koordinátáját jelenti. Ha lencse vagy tükör is van a képen, akkor a program automatikusan berajzolja a nyíl hegyéből kiinduló fő szerkesztési sugarakat.		 Az ábra egy aktív kollimátort mutat az alapértelmezés szerinti méretű fényáteresztő nyílással. Két állító pötty látszik ugyan, de a kollimátornyílás mindig szimmetrikusan helyezkedik el a sárga optikai tengelyhez képest.

Az ábra egy aktív fényforrást mutat (fehér négyzet), az alapértelmezés szerint jobbra széttartó fénykévével.
A koordináták a szugárforrás közepére vonatkoznak. A legnagyobb meredekség a legfelső sugár iránytangensét adja meg. Alapértelmezés szerint ez épp α = 45°-nak felel meg, és a felső sugáron lévő pöttyel állítható. A tangensléptetés a nyalábot alkotó sugarak iránytangensei közti különbséget jelenti.

Ez az előző sugárforrás, miután az igazító pöttyel átfordítottam a kévét, majd a fekete felületre kattintva megszűntettem a kijelölést. Amint látjuk, inaktív állapotban a fényforrás meggypiros színre vált. Egyszerre legfeljebb egy objektum aktív, de rákattintva bármelyik aktívvá tehető újra.

Az ábra egy aktív lencsét mutat közvetlenül az elhelyezés után. A lerakott lencse mindig domború, +0,5-ös fókusztávolsággal (fl), de a fókusztávolság változtatható a fehér pöttyökkel jelölt fükuszpontok mozgatásával. Mi több, a fókuszpont a lencse túloldalára is átvihető, miáltal homorú lencsét kapunk. A lencse mindig szimmetrikus az optikai tengelyre, de a kék függőlegessel jobbra-balra mozgatható.

Ez az előző lencse, miután az egyik fókuszpontot átvittem a túloldalra: pontosan oda, ahol a másik volt, és így felcseréltem őket. Ha jobban megfigyeljük a rajzot, láthatjuk, hogy a fókusztávolság ezúttal negatív érték (-0,5).

Az ábra egy aktív gömbtükröt mutat közvetlenül az elhelyezés után. A lerakott tükör mindig homorú, +0,5-ös fókusztávolsággal (fl), de a fókusztávolság változtatható a fehér pöttyökkel jelölt fókuszpontok mozgatásával. A lencsénél alkalmazott trükkel tudunk belőle domború tükröt gyártani.

Ez az előző tükör, miután domborúvá tettem. Láthatjuk, hogy a fókusztávolsága negatív lett (-0,5).

Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Asimov Téka

Látogatószám 2013.02.21. óta:

page counters

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tippek

Mit szemléltet a szimuláció?

Kiegészítés/megjegyzések