UK 
EnglishТипова
PolskiДзеркала та Лінзи
Інтерактивне трасування променів геометричної оптики. Оберіть тип лінзи чи дзеркала, налаштуйте фокусну відстань і спостерігайте формування зображення.
Схожі симуляції
Про цю симуляцію
Цей трасувальник променів демонструє геометричну оптику: як одна лінза чи дзеркало формує зображення прямого об'єкта. Він малює три головні промені та розв'язує рівняння тонкої лінзи (і дзеркала) 1/f = 1/do + 1/di, а потім обчислює збільшення m = -di/do. Перемикаючись між збиральними та розсіювальними елементами, ви побачите, як з'являються дійсні та уявні зображення, змінюють орієнтацію, збільшуються чи зменшуються, коли об'єкт перетинає фокальну точку.
🔬 Що показує
Для обраного оптичного елемента симулятор застосовує знакове правило (збиральна лінза f > 0, розсіювальна f < 0), розв'язує 1/di = 1/f - 1/do для відстані зображення та обчислює збільшення m = -di/do і висоту зображення. Додатна відстань зображення дає дійсне зображення, яке можна спроєктувати; від'ємна — уявне зображення, яке видно, лише дивлячись крізь елемент.
🎮 Як користуватися
Оберіть елемент у випадаючому списку (збиральна чи розсіювальна лінза, увігнуте чи опукле дзеркало). Використайте три повзунки, щоб задати фокусну відстань f (40-250 px), відстань до об'єкта do (30-450 px) і висоту об'єкта (20-120 px). Панель у реальному часі показує відстань зображення, збільшення та висоту, а позначка вказує, чи зображення дійсне, чи уявне, пряме чи перевернуте.
💡 Чи знали ви?
Збиральна лінза дає збільшене пряме (уявне) зображення лише тоді, коли об'єкт розташований у межах фокусної відстані — саме так працює лупа. Перемістіть об'єкт за фокальну точку, і зображення перевернеться, ставши дійсним і перевернутим.
Часті запитання
Яка різниця між дійсним і уявним зображенням?
Дійсне зображення формується там, де промені світла справді сходяться, тому його можна спроєктувати на екран, і симулятор позначає його суцільною зеленою стрілкою. Уявне зображення формується там, звідки промені лише здаються такими, що виходять, позаду лінзи чи дзеркала; його не можна спроєктувати, і воно намальоване пунктирною жовтою стрілкою. У математиці додатна відстань зображення di означає дійсне зображення, а від'ємне значення — уявне.
Як симуляція обчислює, де формується зображення?
Вона використовує рівняння тонкої лінзи та дзеркала 1/f = 1/do + 1/di, перетворене на 1/di = 1/f - 1/do. Збиральні елементи мають додатну фокусну відстань, а розсіювальні — від'ємну. Збільшення тоді дорівнює m = -di/do, а висота зображення — m, помножене на висоту об'єкта.
Що означають три кольорові промені?
Це стандартні головні промені, що використовуються для побудови зображення. Червоний промінь рухається паралельно оптичній осі, а потім проходить крізь фокальну точку F'. Зелений промінь проходить прямо крізь центр лінзи (або центр дзеркала) без відхилення. Синій промінь проходить крізь ближню фокальну точку F і виходить паралельно осі. Пунктирні відрізки — це уявні продовження, які використовуються для визначення положення уявних зображень.
Чому розсіювальна лінза або опукле дзеркало ніколи не створюють дійсного зображення?
Розсіювальна лінза має від'ємну фокусну відстань, тому 1/di = 1/f - 1/do завжди від'ємне для дійсного об'єкта. Це означає, що відстань зображення від'ємна, тобто зображення завжди уявне, пряме та зменшене. Опукле дзеркало поводиться так само, тому його використовують для ширококутних автомобільних і магазинних дзеркал.
Наскільки точна ця модель порівняно з реальною оптикою?
Вона використовує ідеальне наближення тонкої лінзи, яке передбачає, що лінза нескінченно тонка, а промені залишаються близько до осі (параксіальний режим). Це робить її вірною навчальною моделлю, але вона нехтує реальними ефектами, такими як сферична й хроматична аберація, товщина лінзи та скінченна апертура. Відстані показані в пікселях, а не у фізичних одиницях, тому модель ілюструє співвідношення, а не передбачає конкретний прилад.