Samlende linse: Virkelige billeder uden for 2f

1 · Forudsig

En genstand står uden for en samlende linses brændvidde. Når du flytter den længere væk fra linsen, flytter det virkelige billede, der dannes på den anden side, sig så tættere på linsen eller længere væk?

2 · Opsætning

  1. Åbn forudstillingen converging-real, og tryk på Nulstil. Linsens brændvidde er fastsat til 10 cm.
  2. Slå aflæsningerne af billedafstand og forstørrelse til.
  3. Indstil genstandsafstanden for hver måling, og registrér billedafstanden og forstørrelsen.

3 · Saml data

Genstandsafstand d_o (cm)Billedafstand d_i (cm)Forstørrelse m
15.00
20.00
30.00

Tegn 1/d_i (y-aksen) som funktion af 1/d_o (x-aksen) for dine tre målinger. Er linjen ret?

4 · Analysér

  1. Beregn for én måling d_i ud fra 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 10 cm og derefter m = −d_i/d_o. Sammenlign begge med tabellen.
  2. Forklar ved hjælp af tyndlinseligningen, hvorfor det at flytte genstanden længere væk fra linsen (forøge d_o) får billedafstanden til at krympe hen mod brændvidden.

5 · Udvid

  1. Hver måling giver en negativ forstørrelse. Forklar, hvad en negativ m fysisk betyder for billedets orientering i forhold til genstanden.
  2. Et kameraobjektiv danner et virkeligt billede på sensoren for enhver genstand uden for brændvidden. Forklar ud fra dine data, hvorfor fotografering af noget meget fjernt (d_o ≫ f) altid placerer billedet meget tæt på brændpunktsplanen.

Fysikken bag dette eksperiment

Tyndlinseligningen

For en tynd linse hænger genstandsafstand, billedafstand og brændvidde sammen via 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Denne ene ligning dækker både samlende og spredende linser ved brug af fortegnede afstande.

Lineær forstørrelse

Billedets størrelse i forhold til genstanden er m = −d_i/d_o. En negativ m betyder et omvendt billede; |m| > 1 betyder, at billedet er forstørret.

← Tilbage til eksperimentet

Optik

138 gratis printbare fysik-labark