Оптика

Релей с две лещи

Първата леща образува действително обърнато изображение; втората го преобразува. Две обръщания се съкращават до изправено изображение на системата.

Релей с две лещи — интерактивна симулация Оптика. Първата леща образува действително обърнато изображение; втората го преобразува. Две обръщания се съкращават до изправено изображение на системата. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

Двулещов релей

Обективът образува действително междинно изображение; окулярът или втората леща го преобразува за наблюдателя. Две обръщания дават изправено крайно изображение — стандартно релей в микроскопи и прожекционни системи. Разстоянието трябва да поставя междинното изображение в подходяща спрегната точка.

Две действителни изображения
Общо M = произведение

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

Две еднакви събиращи лещи са поставени така, че изображението на първата леща става предмет на втората. Умножава ли просто цялостното увеличение на системата отделните увеличения на двете лещи?

Предсказвания за преценка

Увеличението на системата е сбор на отделните увеличения.
Да — увеличението на системата е произведение на отделните увеличения: M = m₁ × m₂.
Увеличението на системата не може да се предкаже от отделните увеличения на лещите.

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

Отвори настройката сложен релей и натисни Нулирай. И двете лещи имат f = 10 cm, разделени с 40 cm.
Включи показанията за разстояние до изображението на първата леща и увеличение на системата.
Задай разстоянието до предмета от леща 1 за всеки опит и запиши разстоянието до първото изображение и цялостното увеличение на системата.

Управляващо уравнение

Увеличение на сложна система — M = m₁·m₂·…

За всяка верига от образуващи елементи цялостното увеличение на системата е произведение на увеличенията на отделните елементи: M = m₁ × m₂ × ... Всеки елемент образува изображение на каквото предмет (реален или изображението на предходния елемент) реално получава.

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 = 10 cm), после разстоянието до предмета на L2 d_o2 = 40 − d_i1, после разстоянието до изображението на L2 d_i2 от 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Накрая M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравни M с таблицата.
Обясни защо действителното изображение на L1 става действителен ПРЕДМЕТ за L2 — втората леща не се интересува, че нейният „предмет“ всъщност е изображение, образувано от първата; тя просто образува изображение на каквито светлинни лъчи я достигнат.

Къде това се появява извън лабораторията

Когато предметът седи на точката 2f на L1 (d_o1 = 20 cm, значи d_i1 = 20 cm също), увеличението на системата излиза точно 1 — крайното изображение е с размерът и ориентацията на първоначалния предмет, макар да е минало през две отделни обръщания. Обясни защо две обръщания (по едно на леща) се съкращават до еквивалентно-изправена крайна ориентация... или не? Провери знака си.
Многолещови релейни системи като тази се ползват в ендоскопи и перископи, за да транспортират изображение на разстояние, без загуба на размер или яснота. Обясни защо единична лещ с много дълго фокусно разстояние не би могла да постигне същия компактен релей.

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

Добре дошъл при сложния релей
Избери първата леща
Натисни Пусни
Двулещов релей
Отвори панела Свойства
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