Συγκεντρωτικός φακός: Πραγματικές εικόνες πέρα από 2f
1 · Πρόβλεψε
Ένα αντικείμενο βρίσκεται πέρα από την εστιακή απόσταση συγκεντρωτικού φακού. Καθώς το απομακρύνεις από τον φακό, η πραγματική εικόνα που σχηματίζεται στην άλλη πλευρά πλησιάζει τον φακό ή απομακρύνεται;
- Πιο κοντά στον φακό — μακρύτερο αντικείμενο σχηματίζει την εικόνα του πλησιέστερα στο εστιακό σημείο.
- Πιο μακριά από τον φακό.
- Η απόσταση εικόνας δεν εξαρτάται από την απόσταση αντικειμένου.
2 · Διάταξη
- Άνοιξε την προεπιλογή converging-real και πάτησε Επαναφορά. Η εστιακή απόσταση του φακού είναι σταθερή στα 10 cm.
- Ενεργοποίησε τις ενδείξεις απόστασης εικόνας και μεγέθυνσης.
- Ρύθμισε την απόσταση αντικειμένου για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την απόσταση εικόνας και τη μεγέθυνση.
3 · Συλλογή Δεδομένων
| Απόσταση αντικειμένου d_o (cm) | Απόσταση εικόνας d_i (cm) | Μεγέθυνση m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Χαράξε το 1/d_i (άξονας y) έναντι του 1/d_o (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία;
4 · Ανάλυση
- Για μία δοκιμή, υπολόγισε d_i από 1/f = 1/d_o + 1/d_i χρησιμοποιώντας f = 10 cm, μετά m = −d_i/d_o. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
- Εξήγησε, χρησιμοποιώντας την εξίσωση λεπτού φακού, γιατί η μετακίνηση του αντικειμένου πιο μακριά από τον φακό (αύξηση d_o) κάνει την απόσταση εικόνας να συρρικνώνεται προς την εστιακή απόσταση.
5 · Επέκταση
- Κάθε δοκιμή δίνει αρνητική μεγέθυνση. Εξήγησε τι σημαίνει φυσικά αρνητική m για τον προσανατολισμό της εικόνας σε σύγκριση με το αντικείμενο.
- Φακός κάμερας σχηματίζει πραγματική εικόνα στον αισθητήρα για οποιοδήποτε αντικείμενο πέρα από την εστιακή απόσταση. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας τα δεδομένα σου, γιατί η φωτογράφιση κάτι πολύ μακρινού (d_o ≫ f) πάντα τοποθετεί την εικόνα πολύ κοντά στο εστιακό επίπεδο.
Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα
Εξίσωση λεπτού φακού
Για λεπτό φακό, απόσταση αντικειμένου, απόσταση εικόνας και εστιακή απόσταση σχετίζονται κατά 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Αυτή η ενιαία εξίσωση καλύπτει συγκεντρωτικούς και αποσπειρτικούς φακούς εξίσου, χρησιμοποιώντας υπογεγραμμένες αποστάσεις.
Εγκάρσια μεγέθυνση
Το μέγεθος της εικόνας σε σχέση με το αντικείμενο είναι m = −d_i/d_o. Αρνητική m σημαίνει ανάστροφη εικόνα· |m| > 1 σημαίνει ότι η εικόνα είναι μεγεθυμένη.
Οπτική
- Το εστιακό σημείο: Πού ξεφεύγουν οι εικόνες στο άπειρο
- Φακός ως μεγεθυντικός φακός
- Αποσπειρτικός φακός: Πάντα φαινομενικός, πάντα μειωμένος
- Κοίλος καθρέφτης: Πραγματικές εικόνες όπως συγκεντρωτικός φακός
- Κυρτός καθρέφτης: Πάντα μειωμένη φαινομενική εικόνα
- Ο επίπεδος καθρέφτης: Ειδική, αναλλοίωτη περίπτωση
- Φαινόμενο βάθος: Γιατί μια πισίνα φαίνεται ρηχότερη απ' όσο είναι
- Ολική εσωτερική ανάκλαση: Η οριακή γωνία
- Αναμετάδοση δύο φακών: Αλυσίδωση εικόνων
- Το σύνθετο μικροσκόπιο: Δύο φακοί για υψηλή μεγέθυνση
- Φωτογραφικός μεγεθυντής: Δύο φακοί για πραγματική, μεγαλύτερη εικόνα
- Πρίσμα που κάμπτει το φως: Γωνία απόκλισης