Dvoučočkové relé: řetězení obrazů

1 · Predikuj

Dvě identické spojné čočky jsou umístěny tak, že obraz první čočky se stává předmětem druhé. Násobí se celkové zvětšení soustavy prostě individuálními zvětšeními obou čoček?

• Zvětšení soustavy je součtem individuálních zvětšení.
• Ano — zvětšení soustavy je součin individuálních zvětšení čoček: M = m₁ × m₂.
• Zvětšení soustavy nejde predikovat z individuálních zvětšení čoček.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu compound-relay a stiskni Resetovat. Obě čočky mají f = 10 cm, oddělené 40 cm.
2. Zapni odečty vzdálenosti obrazu první čočky a zvětšení soustavy.
3. Nastav vzdálenost předmětu od čočky 1 pro každý pokus a zapiš první vzdálenost obrazu a celkové zvětšení soustavy.

3 · Sbírej data

Vynes zvětšení soustavy M (osa y) proti vzdálenosti předmětu 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 = 10 cm), pak vzdálenost předmětu L2 d_o2 = 40 − d_i1, pak vzdálenost obrazu L2 d_i2 z 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Nakonec M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Porovnej M s tabulkou.
2. Vysvětli, proč skutečný obraz L1 se stává skutečným PŘEDMĚTEM L2 — druhá čočce nezáleží na tom, že její „předmět“ je ve skutečnosti obraz vytvořený první čočkou; prostě zobrazuje, jakékoli paprsky k ní doletí.

5 · Rozšiř

1. Když předmět sedí v bodě 2f čočky L1 (d_o1 = 20 cm, takže d_i1 = 20 cm taky), vyjde zvětšení soustavy přesně 1 — výsledný obraz je stejně velký a orientovaný jako původní předmět, i když prošel dvěma oddělenými převráceními. Vysvětli, proč dvě převrácení (jedno na čočku) se vyruší a dávají vzpřímeně-ekvivalentní výslednou orientaci… nebo ne? Zkontroluj znaménko.
2. Vícečočkové reléové soustavy jako tato se používají v endoskopech a periskopech k přenosu obrazu na vzdálenost bez ztráty velikosti nebo ostrosti. Vysvětli, proč jediná čočka s velmi dlouhou ohniskovou vzdáleností by nemohla dosáhnout stejného kompaktního relé.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky