Αναμετάδοση δύο φακών: Αλυσίδωση εικόνων

1 · Πρόβλεψε

Δύο ίδιοι συγκεντρωτικοί φακοί τοποθετούνται ώστε η εικόνα του πρώτου φακού να γίνεται το αντικείμενο του δεύτερου. Η συνολική μεγέθυνση συστήματος απλώς πολλαπλασιάζει τις επιμέρους μεγενθύνσεις των δύο φακών;

• Η μεγέθυνση συστήματος είναι το άθροισμα των επιμέρους μεγενθύνσεων.
• Ναι — η μεγέθυνση συστήματος είναι το γινόμενο της επιμέρους μεγέθυνσης κάθε φακού: M = m₁ × m₂.
• Η μεγέθυνση συστήματος δεν μπορεί να προβλεφθεί από τις επιμέρους μεγενθύνσεις φακών.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή compound-relay και πάτησε Επαναφορά. Και οι δύο φακοί έχουν f = 10 cm, σε απόσταση 40 cm.
2. Ενεργοποίησε τις ενδείξεις απόστασης εικόνας πρώτου φακού και μεγέθυνσης συστήματος.
3. Ρύθμισε την απόσταση αντικειμένου από τον φακό 1 για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την πρώτη απόσταση εικόνας και τη συνολική μεγέθυνση συστήματος.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε τη μεγέθυνση συστήματος M (άξονας y) έναντι της απόστασης αντικειμένου L1 (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε την απόσταση εικόνας L1 d_i1 από 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), μετά την απόσταση αντικειμένου L2 d_o2 = 40 − d_i1, μετά την απόσταση εικόνας L2 d_i2 από 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Τέλος M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Σύγκρινε το M με τον πίνακα.
2. Εξήγησε γιατί η πραγματική εικόνα του L1 γίνεται πραγματικό ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ του L2 — ο δεύτερος φακός δεν νοιάζεται ότι το «αντικείμενο» του είναι στην πραγματικότητα εικόνα που σχηματίστηκε από τον πρώτο φακό· απλώς απεικονίζει όποιες φωτεινές ακτίνες φτάνουν σε αυτόν.

5 · Επέκταση

1. Όταν το αντικείμενο κάθεται στο σημείο 2f του L1 (d_o1 = 20 cm, ώστε d_i1 = 20 cm επίσης), η μεγέθυνση συστήματος βγαίνει ακριβώς 1 — η τελική εικόνα είναι ίδιου μεγέθους και προσανατολισμού με το αρχικό αντικείμενο, παρότι πέρασε από δύο χωριστές αντιστροφές. Εξήγησε γιατί δύο αντιστροφές (μία ανά φακό) αναιρούνται για να δώσουν ισοδύναμη-όρθια τελική ανάστροψη... ή το κάνουν; Έλεγξε το πρόσημό σου.
2. Συστήματα αναμετάδοσης πολλαπλών φακών όπως αυτό χρησιμοποιούνται σε ενδοσκόπια και περισκόπια για να μεταφέρουν εικόνα σε απόσταση χωρίς απώλεια μεγέθους ή ευκρίνειας. Εξήγησε γιατί ένας μόνο φακός πολύ μεγάλης εστιακής απόστασης δεν θα μπορούσε να επιτύχει την ίδια συμπαγή αναμετάδοση.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής