Una ampliadora fotográfica: dos lentes para una imagen real y más grande
1 · Predecir
A diferencia de la imagen final típicamente virtual de un microscopio compuesto, una ampliadora fotográfica necesita proyectar una imagen REAL ampliada en papel fotográfico. ¿Pueden dos lentes convergentes en secuencia producir una imagen final real (no virtual)?
- No: encadenar dos lentes siempre produce una imagen final virtual.
- Depende únicamente de la distancia del objeto, no de la disposición de las lentes.
- Sí, con el espaciado y las distancias focales correctos, la imagen final de la cadena de dos lentes aparece como real, lista para proyectarse sobre una superficie.
2 · Configurar
- Abra el ajuste preestablecido de ampliación compuesta y presione Restablecer. L1 tiene f = 8 cm; L2 tiene f = 12 cm, separado por 34 cm.
- Habilite las lecturas de ampliación del sistema y distancia de imagen de L1.
- Establezca la distancia del objeto desde L1 para cada prueba y registre la distancia de la imagen de L1 y la ampliación general del sistema.
3 · Recopilar Datos
| Distancia del objeto desde L1 (cm) | Distancia de la imagen de L1 (cm) | Ampliación del sistema M |
|---|---|---|
| 12.00 | ||
| 16.00 | ||
| 20.00 |
Trace la ampliación del sistema M (eje y) frente a la distancia del objeto desde L1 (eje x) para sus tres pruebas.
4 · Analizar
- Para una prueba, calcule la distancia de la imagen de L1 d_i1 a partir de 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), luego la distancia del objeto de L2 d_o2 = 34 − d_i1, luego su distancia de la imagen d_i2 desde 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Finalmente M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compara M con la tabla.
- La distancia del objeto predeterminada de este ajuste preestablecido (16 cm, punto 2f de L1) da M = 2 con una imagen final REAL. Explique por qué es importante verificar el signo de d_i2 (positivo = real) para saber si este sistema realmente podría proyectar en papel fotográfico.
5 · Ampliar
- Para que una ampliadora funcione, su imagen final debe aparecer a una distancia positiva (real) más allá de L2, a la altura exacta donde se asienta el papel fotográfico. Explique por qué el diseño de una ampliadora debe controlar cuidadosamente las distancias focales y el espaciado de ambas lentes para garantizar esto.
- Compare el valor predeterminado M = 2 (imagen final real) de este experimento con el M = 1 del relé compuesto y el M = 4 del microscopio compuesto (normalmente visto como virtual a través de un ocular). Explique por qué la MISMA matemática de la cadena de dos lentes (producto de aumentos) puede producir resultados prácticos tan diferentes dependiendo de las distancias focales específicas y el espaciado elegido.
La física detrás de este experimento
Ampliación de dos etapas
Como cualquier cadena de lentes compuesta, el aumento del sistema de la ampliadora es el producto de los aumentos individuales de sus dos lentes: M = m₁ × m₂. La elección cuidadosa de las distancias focales y el espaciado garantiza que la imagen final sea real (no virtual), lista para proyectar.