اپتیک
رلهٔ دو عدسی
عدسی نخست تصویر حقیقی وارونه میسازد؛ دومی آن را دوباره تصویر میکند. دو وارونگی یکدیگر را خنثی میکنند و تصویر سامانه مستقیم میشود.
رلهٔ دو عدسی — شبیهسازی تعاملی اپتیک. عدسی نخست تصویر حقیقی وارونه میسازد؛ دومی آن را دوباره تصویر میکند. دو وارونگی یکدیگر را خنثی میکنند و تصویر سامانه مستقیم میشود. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
رلهٔ دوعدسی
عدسی اول تصویر حقیقی وارونه میسازد؛ دومی آن را بازتصویر میکند. دو وارونگی یکدیگر را خنثی میکنند و تصویر سامانه مستقیم میشود.
عدسی شیئی تصویر میانی حقیقی میسازد؛ عینکی یا عدسی دوم آن را برای ناظر بازتصویر میکند. دو وارونگی تصویر نهایی مستقیم میدهد — رلهٔ استاندارد در میکروسکوپها و سامانههای پروجکشن. فاصلهگذاری باید تصویر میانی را در نقطهٔ مزدوج مناسب بگذارد.
- دو تصویر حقیقی
- M کلی = حاصلضرب
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
دو عدسی همگرای یکسان چنان چیده شدهاند که تصویر عدسی اول، جسم عدسی دوم شود. آیا بزرگنمایی کل سامانه بهسادگی بزرگنماییهای فرد دو عدسی را در هم ضرب میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- بزرگنمایی سامانه مجموع بزرگنماییهای فرد است.
- بله — بزرگنمایی سامانه حاصلضرب بزرگنمایی تکتک عدسیهاست: M = m₁ × m₂.
- بزرگنمایی سامانه از بزرگنماییهای فرد عدسیها پیشبینی نمیشود.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- فاصلهٔ جسم از L1 (cm)
آنچه اندازه میگیرید:
- فاصلهٔ تصویر L1 (cm)
- بزرگنمایی سامانه M
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیمی compound-relay را باز کنید و Reset را بفشارید. هر دو عدسی f = 10 cm دارند و با فاصلهٔ 40 cm جدا شدهاند.
- قرائتهای فاصلهٔ تصویر عدسی اول و بزرگنمایی سامانه را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم از عدسی 1 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر اول و بزرگنمایی کل سامانه را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
بزرگنمایی سامانهٔ مرکب — M = m₁·m₂·…
برای هر زنجیرهای از عناصر تصویرگر، بزرگنمایی کل سامانه حاصلضرب بزرگنمایی تکتک عناصر است: M = m₁ × m₂ × ... هر عنصر از هر جسمی (حقیقی یا تصویر عنصر قبلی) که واقعاً دریافت میکند تصویر میسازد.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، فاصلهٔ تصویر L1 یعنی d_i1 را از 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 حساب کنید (f₁ = 10 cm)، سپس فاصلهٔ جسم L2 یعنی d_o2 = 40 − d_i1، سپس فاصلهٔ تصویر L2 یعنی d_i2 را از 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). در پایان M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). مقدار M را با جدول مقایسه کنید.
- توضیح دهید چرا تصویر حقیقی L1 «جسمِ» حقیقی L2 میشود — عدسی دوم اهمیتی نمیدهد که «جسمش» در واقع تصویری است که عدسی اول ساخته؛ هر پرتوی را که به آن برسد تصویر میکند.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- وقتی جسم نسبت به عدسی L1 روی نقطهٔ 2f باشد (d_o1 = 20 cm، پس d_i1 نیز 20 cm)، بزرگنمایی سامانه دقیقاً 1 درمیآید — تصویر نهایی هماندازه و همجهتِ جسم اصلی است، هرچند از دو وارونگی جداگانه گذشته است. توضیح دهید چرا دو وارونگی (یکی برای هر عدسی) یکدیگر را خنثی میکنند و جهت نهایی معادلِ راست میدهند... یا میدهند؟ علامت خود را بررسی کنید.
- سامانههای رلهٔ چندعدسیای مثل این در آندوسکوپ و پریسکوپ به کار میروند تا تصویر را بیکموجود اندازه و شفافیت، از فواصل منتقل کنند. توضیح دهید چرا یک عدسی بسیار بلندکانونی تنها نمیتوانست همین رلهٔ جمعوجور را بسازد.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- به رلهٔ مرکب خوش آمدید
- انتخاب عدسی اول
- Play را بفشارید
- رلهٔ دوعدسی
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.