Фотографски уголемител: две лещи за действително, по-голямо изображение

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

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.

3 · Събери данни

Чертай увеличението на системата M (ос y) спрямо разстоянието до предмета от L1 (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. 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.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. 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.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат