Релей с две лещи: верижно свързване на изображения

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

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

3 · Събери данни

Чертай увеличението на системата M (ос y) спрямо разстоянието до предмета на 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 = 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.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. 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.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат