Леща като лупа
1 · Предскажи
Предмет седи по-близо до събираща леща от фокусното ѝ разстояние. Образува ли лещата пак действително изображение, или нещо различно?
- Пак образува действително изображение, само по-надалеч.
- Образува увеличено, изправено мнимо изображение от същата страна като предмета — лупа.
- Никакво изображение не се образува изобщо вътре във фокусното разстояние.
2 · Постановка
- Отвори настройката лупа 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 (винаги по-малко от фокусното разстояние) и запиши разстоянието до изображението и увеличението.
3 · Събери данни
| Разстояние до предмета d_o (cm) | Разстояние до изображението d_i (cm) | Увеличение m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Чертай увеличението m (ос y) спрямо разстоянието до предмета d_o (ос x) за трите си опита. Расте ли m, докато d_o се свива към нула?
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.
- Всеки опит дава отрицателно d_i и положително m, по-голямо от 1. Обясни какво значи отрицателно разстояние до изображението (мнимо изображение, същата страна като предмета) и защо m тук е положително вместо отрицателно.
5 · Надгради
- Данните ти показват, че приближаването на предмета към лещата (по-малко d_o, винаги под f) увеличава увеличението. Обясни защо лупа, държана много близо до дребен предмет, го показва по-голям, отколкото държана по-надалеч (но пак вътре във f).
- Какво би станало с изображението (и увеличението), ако предметът беше поставен точно на фокусното разстояние, d_o = f? Сравни с резултата от експеримента фокус.
Физиката зад този експеримент
Увеличение на мнимо изображение
Когато предмет седи вътре във фокусното разстояние на събираща леща, разстоянието до изображението d_i излиза отрицателно (мнимо, същата страна като предмета), а увеличението m = −d_i/d_o излиза положително и по-голямо от 1 — изправено, увеличено изображение, основата на лупата.
Оптика
- Събираща леща: действителни изображения отвъд 2f
- Фокусът: къде изображенията бягат в безкрайност
- 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