Optik
Zwei-Linsen-Vergrößerer
Zwei Sammellinsen in Serie projizieren ein vergrößertes reelles Bild — die Gesamtvergrößerung ist das Produkt der Stufen.
Zwei-Linsen-Vergrößerer — interaktive Optik-Simulation. Zwei Sammellinsen in Serie projizieren ein vergrößertes reelles Bild — die Gesamtvergrößerung ist das Produkt der Stufen. Kostenloses browserbasiertes virtuelles Physiklabor mit Live-SI-Messwerten und geführtem Tutorial.
Zwei-Linsen-Vergrößerer
Zwei Sammellinsen in Serie projizieren ein vergrößertes reelles Bild — die Gesamtvergrößerung ist das Produkt der Stufen.
Ähnliche Anordnung von Sammellinsen, jedoch so gestaltet, dass ein vergrößertes reelles Bild auf einen Schirm oder Film projiziert wird. Jede Stufe trägt eine Vergrößerung bei, die sich über die Kette multipliziert — genutzt in Fotovergrößerern und einigen Projektionssystemen.
- Reelles, vergrößertes Bild
- M = Produkt der Stufen
Untersuchungsbericht
Planen Sie die Frage, bevor Sie das Labor öffnen
Das Briefing entspricht der vorgerenderten Seite: Leitfrage, konkurrierende Vorhersagen, Variablenrollen, maßgebliche Gesetze, Aufbau sowie Analyse- und Erweiterungsaufgaben bleiben sichtbar und in dieser Reihenfolge.
Fahrfrage
Im Gegensatz zum typischerweise virtuellen Endbild eines zusammengesetzten Mikroskops muss ein fotografisches Vergrößerungsgerät ein ECHTES, vergrößertes Bild auf Fotopapier projizieren. Können zwei Sammellinsen hintereinander trotzdem ein reales (nicht virtuelles) Endbild erzeugen?
Vorhersagen zum Abwägen
- Nein – die Verkettung zweier Objektive erzeugt immer ein virtuelles Endbild.
- Es kommt nur auf die Objektentfernung an, nicht auf die Linsenanordnung.
- Ja – mit dem richtigen Abstand und den richtigen Brennweiten landet das endgültige Bild der Zwei-Linsen-Kette echt und kann auf eine Oberfläche projiziert werden.
Variable Rollen
Was Sie eingestellt haben:
- Objektentfernung von L1 (cm)
Was Sie messen:
- Bildabstand von L1 (cm)
- Systemvergrößerung M
Wie die Untersuchung abläuft
- Öffnen Sie die Compound-Vergrößerungsvoreinstellung und drücken Sie „Zurücksetzen“. L1 hat f = 8 cm; L2 hat f = 12 cm, getrennt durch 34 cm.
- Aktivieren Sie die Bildentfernungs- und Systemvergrößerungsanzeigen von L1.
- Stellen Sie für jeden Versuch den Objektabstand von L1 ein und zeichnen Sie den Bildabstand von L1 und die Gesamtsystemvergrößerung auf.
Maßgebende Gleichung
Zweistufige Vergrößerung — M = m₁·m₂·…
Wie bei jeder zusammengesetzten Linsenkette ist die Systemvergrößerung des Vergrößerungsgeräts das Produkt der einzelnen Vergrößerungen seiner beiden Linsen: M = m₁ × m₂. Durch die sorgfältige Auswahl der Brennweiten und Abstände wird sichergestellt, dass das endgültige Bild real (nicht virtuell) und projektbereit ist.
Was die Schüler auf dem druckbaren Arbeitsblatt erarbeiten müssen
- Berechnen Sie für einen Versuch den Bildabstand d_i1 von L1 aus 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), dann den Objektabstand von L2 d_o2 = 34 − d_i1 und dann seinen Bildabstand d_i2 aus 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Schließlich ist M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Vergleichen Sie M mit der Tabelle.
- Der Standardobjektabstand dieser Preset (16 cm, 2f-Punkt von L1) ergibt M = 2 mit einem ECHTEN endgültigen Bild. Erklären Sie, warum die Überprüfung des Vorzeichens von d_i2 (positiv = real) wichtig ist, um festzustellen, ob dieses System tatsächlich auf Fotopapier projizieren kann.
Wo dies außerhalb des Labors sichtbar wird
- Damit ein Vergrößerungsgerät funktioniert, muss sein endgültiges Bild in einem positiven (realen) Abstand über L2 hinaus landen, genau auf der Höhe, auf der sich das Fotopapier befindet. Erklären Sie, warum bei der Konstruktion eines Vergrößerungsgeräts die Brennweite und der Abstand beider Linsen sorgfältig kontrolliert werden müssen, um dies zu gewährleisten.
- Vergleichen Sie den Standardwert M = 2 (reales Endbild) dieses Experiments mit M = 1 des Verbundrelais und M = 4 des Verbundmikroskops (normalerweise als virtuell durch ein Okular betrachtet). Erklären Sie, warum die GLEICHE Zwei-Linsen-Kettenmathematik (Produkt der Vergrößerungen) je nach den gewählten spezifischen Brennweiten und Abständen zu so unterschiedlichen praktischen Ergebnissen führen kann.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Willkommen beim Verbund-Vergrößerer
- Objekt auswählen
- Abspielen drücken
- Vergrößertes Zwischenbild
- Inspektor öffnen
- Geschafft!
Öffnen Sie die interaktive Simulation, um die Szene aufzubauen, drücken Sie auf Play und erkunden Sie sie mit Live-Messungen und einem geführten Tutorial.