Et fotoforstørrelsesapparat: To linser til et virkeligt, større billede

1 · Forudsig

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?

• 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.

2 · Opsætning

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.

3 · Saml data

Tegn systemforstørrelse M (y-aksen) som funktion af genstandsafstanden fra L1 (x-aksen) for dine tre målinger.

4 · Analysér

1. 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.
2. 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.

5 · Udvid

1. 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.
2. 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.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark