Оптика

Уголемител с две лещи

Две събиращи лещи последователно прожектират увеличено действително изображение — общото увеличение е произведение от етапите.

Уголемител с две лещи — интерактивна симулация Оптика. Две събиращи лещи последователно прожектират увеличено действително изображение — общото увеличение е произведение от етапите. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Двулещов уголемител

Две събиращи лещи последователно прожектират увеличено действително изображение — общото увеличение е произведение от етапите.

Подобно подреждане на събиращи лещи, но уредено да прожектира увеличено действително изображение върху екран или филм. Всеки етап допринася увеличение, умножено по веригата — ползва се в фотографски уголемители и някои прожекционни системи.

• Действително увеличено изображение
• M = произведение от етапите

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

За разлика от типично мнимото крайно изображение на сложен микроскоп, фотографският уголемител трябва да прожектира ДЕЙСТВИТЕЛНО, увеличено изображение върху фотопапир. Могат ли две събиращи лещи последователно пак да произведат действително (не мнимо) крайно изображение?

Предсказвания за преценка

• Не — верижното свързване на две лещи винаги произвежда мнимо крайно изображение.
• Зависи само от разстоянието до предмета, не от подреждането на лещите.
• Да — при правилното разстояние и фокусни разстояния, крайното изображение на двулещовата верига попада действително, готово за прожектиране върху повърхност.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние до предмета от L1 (cm)

Какво измерваш:

• Разстояние до изображението на L1 (cm)
• Увеличение на системата M

Как протича изследването

1. Отвори настройката сложен уголемител и натисни Нулирай. L1 има f = 8 cm; L2 има f = 12 cm, разделени с 34 cm.
2. Включи показанията за разстояние до изображението на L1 и увеличение на системата.
3. Задай разстоянието до предмета от L1 за всеки опит и запиши разстоянието до изображението на L1 и цялостното увеличение на системата.

Управляващо уравнение

Двустепенно увеличение на уголемител — M = m₁·m₂·…

Както всяка сложна лещова верига, увеличението на системата на уголемителя е произведение от отделните увеличения на двете му лещи: M = m₁ × m₂. Внимателният избор на фокусни разстояния и разстояние осигурява крайното изображение да излезе действително (не мнимо), готово за прожектиране.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли разстоянието до изображението на L1 d_i1 от 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), потом разстоянието до предмета на L2 d_o2 = 34 − d_i1, после неговото разстояние до изображението d_i2 от 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Накрая M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравни M с таблицата.
• Разстоянието до предмета по подразбиране на тази настройка (16 cm, точката 2f на L1) дава M = 2 с ДЕЙСТВИТЕЛНО крайно изображение. Обясни защо проверката на знака на d_i2 (положителен = действително) има значение за това дали тази система би могла реално да прожектира върху фотопапир.

Къде това се появява извън лабораторията

• За да работи уголемител, крайното му изображение трябва да кацне на положително (действително) разстояние отвъд L2, точно на височината, където седи фотопапирът. Обясни защо дизайнът на уголемител трябва внимателно да контролира и фокусните разстояния на двете лещи, и разстоянието помежду им, за да гарантира това.
• Сравни M = 2 по подразбиране на този експеримент (действително крайно изображение) с M = 1 на сложен релей и M = 4 на сложен микроскоп (типично гледано като мнимо през окуляр). Обясни защо СЪЩАТА математика на двулещовата верига (произведение от увеличения) може да произведе толкова различни практически изходи според конкретните избрани фокусни разстояния и разстояние.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при сложния уголемител
2. Избери предмета
3. Натисни Пусни
4. Увеличено междинно изображение
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Уравнението на тънката леща