Equazione della lente sottile
Lo scopo di questo esperimento è misurare la lunghezza focale di una lente sottile utilizzando l’equazione dei punti coniugati. Con questo metodo è possibile determinare la lunghezza focale solo nel caso delle lenti sottili.
Cosa imparano gli studenti
- La lunghezza focale di un sistema ottico è una misura della sua capacità di mettere a fuoco o di far divergere la luce; una lunghezza focale più corta indica una maggiore potenza ottica
- Quando lo spessore della lente è piccolo rispetto al raggio di curvatura, si applica l’approssimazione della lente sottile e il sistema può essere descritto dall’equazione della lente sottile
La scienza alla base di questo esperimento
Supponiamo che lo spessore della lente sia piccolo rispetto alla sua curvatura. Per lenti così sottili, il percorso della luce attraverso la lente stessa contribuisce in misura minima alla variazione complessiva della direzione dei raggi luminosi. Utilizzando la cosiddetta approssimazione della lente sottile, possiamo descrivere matematicamente le proprietà di una lente convergente con la ben nota equazione della lente sottile.
La lunghezza focale f è positiva per le lenti convergenti e negativa per quelle divergenti. Il valore 1/f è noto come potenza ottica della lente. La potenza della lente si misura in diottrie, unità pari all’inverso del metro (m−1).
Si dice che il punto oggetto e il punto immagine di un sistema di lenti siano punti coniugati.
Attrezzatura utilizzata
- Piano inclinato con 3 diversi terminali di binario — MEC-053
- Supporto per lenti e specchi con diametro di 50 mm — OPT-003
- Cursore per supporto — OPT-008
- Tavolino Prism — OPT-010
- Set di 4 lenti sferiche biconvesse (diam. 50 mm), f = +50, +100, +150, +200 mm — OPT-022
- Set di sette diaframmi — OPT-004
- Rete metallica bianca, a maglie quadrate da 140 mm, supporto da 10 mm di diametro — OPT-011
- Supporto per vetrini e diaframmi — OPT-005
- Proiettore con lampada alogena da 12 V e 20 W — OPT-006
- Cursore per proiettori — OPT-009
Domande per gli studenti
- Calcolare la distanza dell’immagine di un oggetto alto 5 cm posto a 10 cm da una lente biconvessa con lunghezza focale di 15 cm.
- Cosa si può dire sulla direzione del raggio che attraversa una lente convergente? E in una lente divergente?
- Qual è un esempio famoso di utilizzo delle lenti, secondo la tua esperienza quotidiana?
Prova a fare questo esperimento in classe
Questo esperimento fa parte di ATP Volta, un laboratorio scientifico mobile autonomo che trasforma una normale aula in un vero e proprio laboratorio STEM, con oltre 200 esperimenti di fisica, chimica, biologia, robotica e ingegneria. Gali, il tutor basato sull’intelligenza artificiale integrato in ATP Connect, guida gli studenti in ogni fase e risponde alle loro domande direttamente al banco di lavoro.
Scopri il laboratorio scientifico mobile ATP VoltaContattate il nostro team