Събираща леща: действителни изображения отвъд 2f
1 · Предскажи
Предмет седи отвъд фокусното разстояние на събираща леща. Докато го местиш по-надалеч от лещата, приближава ли се действителното изображение, образувано от другата страна, към лещата или отдалечава?
- По-близо до лещата — по-далечен предмет образува изображението си по-близо до фокуса.
- По-далеч от лещата.
- Разстоянието до изображението не зависи от разстоянието до предмета.
2 · Постановка
- Отвори настройката събиращо действително и натисни Нулирай. Фокусното разстояние на лещата е фиксирано на 10 cm.
- Включи показанията за разстояние до изображението и увеличение.
- Задай разстоянието до предмета за всеки опит и запиши разстоянието до изображението и увеличението.
3 · Събери данни
| Разстояние до предмета d_o (cm) | Разстояние до изображението d_i (cm) | Увеличение m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Чертай 1/d_i (ос y) спрямо 1/d_o (ос x) за трите си опита. Права ли е линията?
4 · Анализирай
- За един опит изчисли d_i от 1/f = 1/d_o + 1/d_i с f = 10 cm, после m = −d_i/d_o. Сравни и двете с таблицата.
- Обясни, с уравнението на тънката леща, защо отдалечаването на предмета от лещата (нарастване на d_o) кара разстоянието до изображението да се свива към фокусното разстояние.
5 · Надгради
- Всеки опит дава отрицателно увеличение. Обясни какво значи физически отрицателно m за ориентацията на изображението спрямо предмета.
- Обективът на фотоапарат образува действително изображение върху сензора за всеки предмет отвъд фокусното разстояние. Обясни, с данните си, защо фотографирането на нещо много далечно (d_o ≫ f) винаги поставя изображението много близо до фокусната равнина.
Физиката зад този експеримент
Уравнение на тънката леща
За тънка леща разстоянията до предмета и изображението и фокусното разстояние се свързват с 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Това едно уравнение покрива събиращи и разсейващи лещи еднакво, ползвайки разстояния със знаци.
Напречно увеличение
Размерът на изображението спрямо предмета е m = −d_i/d_o. Отрицателно m значи обърнато изображение; |m| > 1 значи увеличено изображение.
Оптика
- Фокусът: къде изображенията бягат в безкрайност
- Леща като лупа
- Разсейваща леща: винаги мнимо, винаги умалено
- Вдлъбнато огледало: действителни изображения като събираща леща
- Изпъкнало огледало: винаги умалено мнимо изображение
- Плоското огледало: специален, инвариантен случай
- Видима дълбочина: защо басейн изглежда по-плитък, отколкото е
- Пълно вътрешно отражение: критичният ъгъл
- Релей с две лещи: верижно свързване на изображения
- Сложният микроскоп: две лещи за високо увеличение
- Фотографски уголемител: две лещи за действително, по-голямо изображение
- Призма изкривява светлината: ъгъл на отклонение