这块概念板只支持两种模型。第一种是波的公式 v = fλ,你自己选择要求哪个量。第二种是薄凸透镜公式,给出像距、成实像还是虚像、正立还是倒立,以及放大率。
波的模型下方有一个概念性的波动画,显示波长和振幅的样子。它不是按比例绘制的。
怎么使用?
- 选择模型: 波的公式或薄凸透镜。
- 波的模型请选要求的量(波速、频率或波长)。另外两个框是已知量,都必须是正数。
- 透镜模型请输入 焦距 f 和物距 u,单位 cm,都必须为正。想知道像高,就再填物高(cm)。
- 按 计算。按 重置 恢复起始例子。
- 波的模型中,可按需要使用 暂停动画 或 播放动画。
示例演示
波的模型一打开是“求波速”,f = 50 Hz,λ = 2 m。所以 v = 50 × 2 = 100 m/s,周期 T = 1 / 50 = 0.02 s。把“求”改成频率,输入 v = 340、λ = 0.5,得到 f = 340 / 0.5 = 680 Hz。
换到透镜,f = 10 cm,u = 30 cm。公式 1/v = 1/10 - 1/30 得 v = 15 cm。
放大率是 15 / 30 = 0.5,所以成的像是实像、倒立、比物体小。物高 4 cm 时,像高是 -2 cm,负号表示倒立。
再把物体移近:u = 5 cm,f = 10 cm。像距为负,所以是虚像,在物体一侧、距透镜 10 cm。
放大率是 2,所以是正立、放大的像,4 cm 的物体得到 8 cm 的像。把 u 设为 10 cm,可以看到不成像的情况。
怎么看结果?
- 波的结果: 同时显示 v、f 和 λ,以及周期 T = 1 / f。
- 透镜公式一行: 显示代入过程,让你看到每一步。
- 实像或虚像: 像距为正是实像(另一侧),为负是虚像(同一侧)。
- 大小与方向: 这里实像都是倒立的,虚像是正立的,放大率告诉你比物体大还是小。
有哪些限制?
概念板只涵盖波的公式和近轴薄凸透镜。它不计算凹透镜、厚透镜或其他光线规则,也不提供实验操作说明。
波的动画只是概念图,里面的振幅和波长与你输入的数字无关,所以数值请看结果文字。
哪些课程能帮你理解结果?
先看 联系波长、频率与波速 和 读振幅而不要加倍。透镜部分请看 画简单的透镜成像 和 实像与虚像的作图。
综合题在 波的行为练习 和 光与成像练习。更多工具见 工具页面。
当你的光线图和公式给出不同答案时,我们的老师团队可以陪你对照。请看 线上一对一物理补习 了解运作方式。