Optik

Forstørrelsesapparat med to linser

To samlende linser i serie projicerer et forstørret virkeligt billede — den samlede forstørrelse er produktet af trinene.

Forstørrelsesapparat med to linser — interaktiv Optik-simulation. To samlende linser i serie projicerer et forstørret virkeligt billede — den samlede forstørrelse er produktet af trinene. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Forstørrelsesapparat med to linser

To samlende linser i serie projicerer et forstørret virkeligt billede — den samlede forstørrelse er produktet af trinene.

Lignende stabling af samlende linser, men arrangeret til at projicere et forstørret virkeligt billede på en skærm eller film. Hvert trin bidrager med forstørrelse, multipliceret gennem kæden — brugt i fotografiske forstørrelsesapparater og visse projektionssystemer.

• Virkeligt forstørret billede
• M = produktet af trinene

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

I modsætning til et sammensat mikroskops typisk virtuelle slutbillede skal et fotoforstørrelsesapparat projicere et VIRKELIGT, forstørret billede på fotopapir. Kan to samlende linser i træk stadig producere et virkeligt (ikke virtuelt) slutbillede?

Forudsigelser at afveje

• Nej — at kæde to linser sammen giver altid et virtuelt slutbillede.
• Det afhænger kun af genstandsafstanden, ikke af linsearrangementet.
• Ja — med den rigtige afstand og de rigtige brændvidder lander to-linse-kædens slutbillede som virkeligt, klar til at projiceres på en overflade.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Genstandsafstand fra L1 (cm)

Det, du måler:

• L1s billedafstand (cm)
• Systemforstørrelse M

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen compound-enlarger, og tryk på Nulstil. L1 har f = 8 cm; L2 har f = 12 cm, med 34 cm imellem.
2. Slå aflæsningerne af L1s billedafstand og systemforstørrelse til.
3. Indstil genstandsafstanden fra L1 for hver måling, og registrér L1s billedafstand og systemets samlede forstørrelse.

Styrende ligning

Forstørrelse i totrinsapparat — M = m₁·m₂·…

Ligesom enhver sammensat linsekæde er forstørrelsesapparatets systemforstørrelse produktet af dets to linsers individuelle forstørrelser: M = m₁ × m₂. Omhyggeligt valg af brændvidder og afstande sikrer, at slutbilledet lander virkeligt (ikke virtuelt), klar til projicering.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling L1s billedafstand d_i1 ud fra 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), derefter L2s genstandsafstand d_o2 = 34 − d_i1 og derefter dets billedafstand d_i2 ud fra 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Til sidst M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Sammenlign M med tabellen.
• Denne forudstillings standardgenstandsafstand (16 cm, L1s 2f-punkt) giver M = 2 med et VIRKELIGT slutbillede. Forklar, hvorfor det at tjekke fortegnet for d_i2 (positiv = virkeligt) betyder noget for, om dette system faktisk kunne projicere på fotopapir.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• For at et forstørrelsesapparat kan virke, skal dets slutbillede lande i en positiv (virkelig) afstand ud over L2, præcis i den højde, hvor fotopapiret ligger. Forklar, hvorfor et forstørrelsesapparats design omhyggeligt skal styre begge linsers brændvidder og indbyrdes afstand for at garantere dette.
• Sammenlign dette eksperiments standard M = 2 (virkeligt slutbillede) med compound-relays M = 1 og compound-microscopes M = 4 (typisk set som virtuelt gennem et okular). Forklar, hvorfor den SAMME to-linse-kædematematik (produkt af forstørrelser) kan give så forskellige praktiske udfald afhængigt af de valgte brændvidder og afstande.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Velkommen til Forstørrelsesapparat med to linser
2. Vælg objektet
3. Tryk på Afspil
4. Forstørret mellembillede
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Tyndlinseligningen