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?

2 · Постановка

  1. Отвори настройката събиращо действително и натисни Нулирай. Фокусното разстояние на лещата е фиксирано на 10 cm.
  2. Включи показанията за разстояние до изображението и увеличение.
  3. 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

  1. 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.
  2. 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

  1. Всеки опит дава отрицателно увеличение. Обясни какво значи физически отрицателно m за ориентацията на изображението спрямо предмета.
  2. 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.

← Назад към експеримента

Оптика

138 безплатни работни листа по физика за печат