Geometric Optics

Geometric Optics

透镜与面镜成像互动仿真

应用介绍

几何光学最难的从来不是公式,是画光路图:物体放在二倍焦距外还是内、像是正立还是倒立、实像还是虚像,公式一算是出来了,脑子里那张图却对不上,考试时换个条件又懵。这个 PhET 仿真的做法是把物体拖到任意位置,三条特征光线和成像结果实时跟着重画,焦点在哪、光线怎么折、像落在什么位置,看着它变比背结论有用得多。

透镜和面镜两个场景都有。透镜可以调曲率半径、折射率和直径,面镜可以在凹凸之间切换,每调一个参数光路和像立刻更新——把折射率调大,焦点往里收;把物体推过焦点,实像翻成虚像,这些在纸上要重画好几遍的过程,这里是连续变化的。还能打开标尺、显示第二光源、切换光线模式(边缘光线、主光线、多条、不显示)。

PhET Interactive Simulations 出品(科罗拉多大学博尔德分校),免费,HTML5 实现,浏览器打开即用,也可以下载单个 HTML 文件离线运行。

软件功能



实时光路重绘:拖动物体位置,特征光线和成像位置立刻跟着变,物距、像距、放大率之间的关系在拖动中直接呈现。

透镜与面镜两套场景:凸透镜凹透镜、凹面镜凸面镜都能模拟,两类成像规律在同一个工具里对比着学。

光学参数可调:曲率半径、折射率、直径都能用滑杆连续调节,改一个值就能看到焦距和成像随之变化。

光线模式切换:可以显示边缘光线、主光线、多条光线或者全部隐藏,画面按需要从直观看到简洁。

焦点与虚像标注:可以打开焦点标记和虚像显示,虚像用虚线画出来,实像虚像的区别不再只是口头概念。

测量工具:内置标尺和位置标记,可以量出物距和像距,配合公式做定量验证。

第二光源:可以启用第二个光点,观察多个物点各自成像的情况。

浏览器运行、可离线:HTML5 实现不需要插件,单个 HTML 文件可下载到本地使用。

免费多语言:免费供教学与自学使用,界面提供多种语言版本。

应用截图