Un relé de dues lents: encadenar imatges

1 · Prediu

Dues lents convergents idèntiques es col·loquen de manera que la imatge de la primera lent esdevé l'objecte de la segona. Multiplica simplement l'augment total del sistema els augments individuals de les dues lents?

• L'augment del sistema és la suma dels augments individuals.
• Sí: l'augment del sistema és el producte de l'augment individual de cada lent: M = m₁ × m₂.
• L'augment del sistema no es pot prediure a partir dels augments individuals de les lents.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Un relé de dues lents» i prem Restableix. Les dues lents tenen f = 10 cm, separades 40 cm.
2. Activa les lectures de distància d'imatge de la primera lent i augment del sistema.
3. Defineix la distància de l'objecte a la lent 1 per a cada prova i enregistra la distància de la primera imatge i l'augment global del sistema.

3 · Recull dades

Representa l'augment del sistema M (eix y) contra la distància d'objecte de L1 (eix x) per a les tres proves.

4 · Analitza

1. 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 = 10 cm), després la distància d'objecte de L2 d_o2 = 40 − d_i1, i la distància d'imatge de L2 d_i2 a partir de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Finalment M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compara M amb la taula.
2. Explica per què la imatge real de L1 esdevé l'OBJECTE real de L2: a la segona lent li és igual que el seu «objecte» sigui de fet una imatge formada per la primera lent; simplement imageja els raigs de llum que li arriben.

5 · Amplia

1. Quan l'objecte seu al punt 2f de L1 (d_o1 = 20 cm, i per tant d_i1 = 20 cm també), l'augment del sistema surt exactament 1: la imatge final és de la mateixa mida i orientació que l'objecte original, tot i haver passat per dues inversions separades. Explica per què dues inversions (una per lent) es cancel·len donant una orientació final equivalent a dreta... o no? Comprova el signe.
2. Sistemes de relé multilent com aquest s'usen en endoscopis i periscopis per transportar una imatge per una distància sense perdre mida ni nitidesa. Explica per què una sola lent de distància focal molt llarga no podria aconseguir el mateix relé compacte.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles