Den enkle lup: Vinkelforstørrelse

1 · Forudsig

En enkel lup, brugt med et afslappet øje, har sin genstand placeret præcis i linsens brændpunkt. Giver en linse med kortere brændvidde en højere eller lavere vinkelforstørrelse?

• En kortere brændvidde giver lavere forstørrelse.
• Forstørrelsen afhænger ikke af linsens brændvidde.
• Højere — en kortere brændvidde lader dig komme meget tættere på genstanden, end øjets blotte nærpunkt ville tillade, hvilket giver en større tilsyneladende vinkelstørrelse.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen simple-magnifier, og tryk på Nulstil. Genstanden står præcis i linsens brændpunkt (betragtning med afslappet øje, virtuelt billede i det uendelige).
2. Slå aflæsningen af vinkelforstørrelse til.
3. Indstil linsens brændvidde for hver måling, og registrér den resulterende vinkelforstørrelse.

3 · Saml data

Tegn M (y-aksen) som funktion af 1/f (x-aksen) for dine tre målinger. Er linjen ret og går gennem origo?

4 · Analysér

1. Beregn for én måling M = N/f med standardnærpunktafstanden N = 25 cm. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar, hvorfor en kortere brændvidde giver højere forstørrelse: Den lader det afslappede øje betragte genstanden meget tættere på, end dets eget blotte nærpunkt nogensinde ville tillade, så genstanden udspænder en meget større vinkel.

5 · Udvid

1. Luper med meget kort brændvidde (som giver høj M) har også meget korte arbejdsafstande (genstanden rører næsten linsen), hvilket bliver upraktisk over en vis forstørrelse. Forklar, hvorfor juvelørluper og enkle håndluper sjældent overstiger omkring 10×–20×.
2. Til meget højere forstørrelse, end en enkelt linse praktisk kan opnå, skifter optiske konstruktører til sammensatte systemer (som i compound-microscope-eksperimentet). Forklar, hvorfor det at kæde to moderat forstørrende trin sammen, frem for at bruge én ekstremt kortbrændviddet linse, er den praktiske løsning.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark