การทดลอง: การหักเหของแสงผ่านเลนส์นูน
จุดประสงค์ เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างระยะวัตถุ ระยะภาพ และความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
วิธีทดลอง
ตอนที่ 1 การหาความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
- จัดเลนส์นูนและฉาก ดังรูป
- เลื่อนเลนส์นูนไปที่ตำแหน่งปลายสุดของราง
- จัดเลนส์นูนให้รับแสงจากวัตถุที่อยู่ไกลจากเลนส์ประมาณ 100 เมตร
- เลื่อนฉากจนได้ภาพวัตถุคมชัดที่สุดบนฉาก เพื่อวัดความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
รูป การจัดเครื่องมือสำหรับหาความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
ตอนที่ 2 การหาความสัมพันธ์ระหว่างระยะวัตถุ ระยะภาพ และความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
- วางกล่องแสงไว้ที่ปลายข้างหนึ่งของไม้เมตร
- วางเลนส์บนไม้เมตรให้ห่างจากเทียนไขไกลกว่าความยาวโฟกัสเล็กน้อย
- เลื่อนฉากไปมาจนได้ภาพของเปลวเทียนบนฉากคมชัดที่สุด
- วัดระยะวัตถุ () และระยะภาพ () บันทึกค่าที่ได้ในตาราง
- เลื่อนเลนส์ให้เทียนไขเป็นระยะต่างๆ อีก 4 ค่า ทำการทดลองซ้ำกับที่ได้ทำในข้างต้น จะได้ และ อย่างละ 5 ค่า
- คำนวณค่าของ และ พร้อมทั้งบันทึกลงตาราง จากนั้นเขียนกราฟระหว่าง กับ โดยให้ อยู่บนแกนยืน และ อยู่บนแกนนอน
รูป การจัดอุปกรณ์สำหรับหาความยาวโฟกัสของเลนส์นูน
วีดิทัศน์การทำการทดลอง
คำถามชวนคิด
- กราฟที่ได้มีลักษณะอย่างไร ถ้าต่อเส้นกราฟให้ตัดแกนทั้งสอง จุดตัดบนแกนทั้งสองมีค่าเท่ากันหรือไม่
- ความชันของกราฟมีค่าเท่าใด
- จุดตัดบนแกนยืนมีค่าเท่ากับ หรือไม่
- จากกราฟนี้สรุปความสัมพันธ์ระหว่าง , และ ได้อย่างไร