עדשות.

שלב 1 מתוך 6

המוקד

עדשה היא פיסת זכוכית שהמשטחים שלה מעוקלים, כך שכל קרן נשברת בה פעמיים, בכניסה וביציאה. עדשה מרכזת עבה יותר באמצע: היא מסיטה כל קרן לכיוון הציר, הקו שעובר דרך מרכז העדשה וניצב לה. בסצנה קופסת אור שולחת אל העדשה קרניים מקבילות לציר, והן נפגשות בנקודה אחת מאחוריה, המוקד. המרחק שלו מהעדשה הוא רוחק המוקד $f$⁠, כאן 5 cm. השנתות על המסילה מודדות סנטימטרים מהעדשה.

עדשה מפזרת דקה יותר באמצע. נבאו מה היא תעשה לאותן קרניים, ואז ראו את הסצנה מחליפה את העדשה ומפעילה את שרטוט הקרניים.

שלב 2 מתוך 6

נוסחת העדשה הדקה

עכשיו על הספסל חץ מואר, העצם, 12 cm לפני העדשה. הקרניים מקצה החץ נפגשות שוב מעבר לעדשה, ושם נוצרת דמות ממשית: מסך שיוצב שם יראה עליו את החץ, הפוך. המרחקים מצייתים לנוסחת העדשה הדקה:

$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}$$\frac{1}{f} =$$\frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}$⁠

$d_o$⁠ הוא מרחק העצם מהעדשה ו־$d_i$⁠ מרחק הדמות. הכיתוב שמתאר את הדמות מוסתר בשלב הזה. חשבו, ואז השוו למיקום הדמות על הסרגל.

שלב 3 מתוך 6

ההגדלה

הדמות לא באותו גובה כמו העצם. היחס בין הגבהים הוא ההגדלה, והוא שווה ליחס בין המרחקים:

$\frac{h_i}{h_o} = \frac{d_i}{d_o}$$\frac{h_i}{h_o} =$$\frac{d_i}{d_o}$⁠

אפשר לראות למה בקרן שעוברת דרך מרכז העדשה: היא ממשיכה ישר, ויוצרת שני משולשים דומים, אחד מהחץ עד העדשה ואחד מהעדשה עד הדמות.

שלב 4 מתוך 6

באותו גודל

עכשיו אפשר להזיז גם את מרחק העצם וגם את רוחק המוקד. כשהעצם רחוק, הדמות קטנה וקרובה למוקד, כמו במצלמה. כשהוא מתקרב, הדמות גדלה ומתרחקת. איפה בדיוק היא באותו גודל כמו העצם? חשבו, ואז מצאו את זה על הספסל.

שלב 5 מתוך 6

זכוכית מגדלת

מה קורה כשהעצם קרוב לעדשה יותר מהמוקד? בנוסחה, $\dfrac{1}{d_o}$⁠ גדול מ־$\dfrac{1}{f}$⁠, ולכן $d_i$⁠ יוצא שלילי. מה פירוש הדבר על הספסל? נבאו, ואז ראו את הסצנה מקרבת את החץ ל־3 cm ומפעילה את שרטוט הקרניים.

שלב 6 מתוך 6

חצי עדשה

הסתכלו על הקרניים שיוצאות מקצה החץ: הן פוגעות בעדשה בגבהים שונים, למעלה, באמצע ולמטה, וכולן נפגשות שוב באותה נקודה, קצה הדמות. כך זה עם כל נקודה של החץ. מה יקרה אם נכסה חלק מהעדשה?