Fotografická zvětšovačka: dvě čočky pro skutečný, větší obraz

1 · Predikuj

Na rozdíl od typicky zdánlivého výsledného obrazu mikroskopu potřebuje fotografická zvětšovačka promítnout SKUTEČNÝ, zvětšený obraz na fotopapír. Mohou dvě spojné čočky v řadě pořád produkovat skutečný (ne zdánlivý) výsledný obraz?

• Ne — řetězení dvou čoček vždy produkuje zdánlivý výsledný obraz.
• Záleží jen na vzdálenosti předmětu, ne na uspořádání čoček.
• Ano — se správným rozestupem a ohniskovými vzdálenostmi dopadne výsledný obraz dvoučočkového řetězce jako skutečný, připravený k promítnutí na povrch.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu compound-enlarger a stiskni Resetovat. L1 má f = 8 cm; L2 má f = 12 cm, oddělené 34 cm.
2. Zapni odečty vzdálenosti obrazu L1 a zvětšení soustavy.
3. Nastav vzdálenost předmětu od L1 pro každý pokus a zapiš vzdálenost obrazu L1 a celkové zvětšení soustavy.

3 · Sbírej data

Vynes zvětšení soustavy M (osa y) proti vzdálenosti předmětu od L1 (osa x) pro své tři pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti vzdálenost obrazu L1 d_i1 z 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), pak vzdálenost předmětu L2 d_o2 = 34 − d_i1, pak její vzdálenost obrazu d_i2 z 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Nakonec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnej M s tabulkou.
2. Výchozí vzdálenost předmětu této předvolby (16 cm, bod 2f čočky L1) dává M = 2 se SKUTEČNÝM výsledným obrazem. Vysvětli, proč kontrola znaménka d_i2 (kladné = skutečný) záleží na tom, zda by tato soustava mohla skutečně promítat na fotopapír.

5 · Rozšiř

1. Aby zvětšovačka fungovala, její výsledný obraz musí dopadnout v kladné (skutečné) vzdálenosti za L2, přesně ve výšce, kde sedí fotopapír. Vysvětli, proč návrh zvětšovačky musí pečlivě řídit ohniskové vzdálenosti i rozestup obou čoček, aby to zaručil.
2. Porovnj výchozí M = 2 tohoto experimentu (skutečný výsledný obraz) s M = 1 u compound-relay a M = 4 u compound-microscope (typicky pozorovaný jako zdánlivý okulárem). Vysvětli, proč TENTÝŽ dvoučočkový řetězcový matematický vzorec (součin zvětšení) může produkovat tak odlišné praktické výsledky v závislosti na konkrétních zvolených ohniskových vzdálenostech a rozestupech.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky