Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
1 · Prediu
A diferència de la imatge final típicament virtual d'un microscopi compost, un ampliador fotogràfic ha de projectar una imatge REAL i ampliada sobre el paper fotogràfic. Poden dues lents convergents en seqüència produir encara una imatge final real (no virtual)?
- No: encadenar dues lents produeix sempre una imatge final virtual.
- Depèn només de la distància de l'objecte, no de la disposició de lents.
- Sí: amb la separació i les focals adequades, la imatge final de la cadena de dues lents cau com a real, a punt per projectar sobre una superfície.
2 · Configura
- Obre el predefinit «Un ampliador fotogràfic» i prem Restableix. L1 té f = 8 cm; L2 té f = 12 cm, separades 34 cm.
- Activa les lectures de distància d'imatge de L1 i augment del sistema.
- Defineix la distància de l'objecte a L1 per a cada prova i enregistra la distància d'imatge de L1 i l'augment global del sistema.
3 · Recull dades
| Distància de l'objecte a L1 (cm) | Distància d'imatge de L1 (cm) | Augment del sistema M |
|---|---|---|
| 12.00 | ||
| 16.00 | ||
| 20.00 |
Representa l'augment del sistema M (eix y) contra la distància d'objecte a L1 (eix x) per a les tres proves.
4 · Analitza
- Per a una prova, calcula la distància d'imatge de L1 d_i1 a partir de 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), després la distància d'objecte de L2 d_o2 = 34 − d_i1, i la seva distància d'imatge d_i2 a partir de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Finalment M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compara M amb la taula.
- La distància d'objecte per defecte d'aquest predefinit (16 cm, el punt 2f de L1) dóna M = 2 amb una imatge final REAL. Explica per què comprovar el signe de d_i2 (positiu = real) importa per si aquest sistema podria projectar realment sobre paper fotogràfic.
5 · Amplia
- Perquè un ampliador funcioni, la seva imatge final ha de caure a una distància positiva (real) més enllà de L2, a l'alçada exacta on seu el paper fotogràfic. Explica per què el disseny d'un ampliador ha de controlar amb cura les focals i la separació de totes dues lents per garantir-ho.
- Compara el M = 2 per defecte d'aquest experiment (imatge final real) amb el M = 1 de compound-relay i el M = 4 de compound-microscope (típicament vist com a virtual per un ocular). Explica per què la MATEIXA matemàtica de cadena de dues lents (producte d'augments) pot produir resultats pràctics tan diferents segons les focals i separacions específiques triades.
La física al darrere d'aquest experiment
Augment de l'ampliador de dues lents
Com qualsevol cadena de lents compostes, l'augment del sistema de l'ampliador és el producte dels augments individuals de les seves dues lents: M = m₁ × m₂. Una elecció cuidada de focals i separació garanteix que la imatge final cau real (no virtual), a punt per projectar.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un prisma desvia la llum: angle de desviació
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles