بزرگکنندهٔ عکس: دو عدسی برای تصویر حقیقی و بزرگتر
1 · پیشبینی
برخلاف تصویر نهایی معمولاً مجازیِ میکروسکوپ مرکب، بزرگکنندهٔ عکس باید تصویر «حقیقی» بزرگشدهای روی کاغذ عکس بیندازد. آیا دو عدسی همگرا در پیهم همچنان میتوانند تصویر نهایی حقیقی (نه مجازی) بسازند؟
- نه — زنجیرکردن دو عدسی همیشه تصویر نهایی مجازی میسازد.
- فقط به فاصلهٔ جسم بستگی دارد، نه به چیدمان عدسیها.
- بله — با فاصلهگذاری و فواصل کانونی درست، تصویر نهایی زنجیرهٔ دو عدسی حقیقی میافتد و آمادهٔ انداختن روی سطح است.
2 · آمادهسازی
- پیشتنظیمی compound-enlarger را باز کنید و Reset را بفشارید. L1 دارای f = 8 cm است؛ L2 دارای f = 12 cm است و با فاصلهٔ 34 cm جدا شدهاند.
- قرائتهای فاصلهٔ تصویر L1 و بزرگنمایی سامانه را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم از L1 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر L1 و بزرگنمایی کل سامانه را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| فاصلهٔ جسم از L1 (cm) | فاصلهٔ تصویر L1 (cm) | بزرگنمایی سامانه M |
|---|---|---|
| 12.00 | ||
| 16.00 | ||
| 20.00 |
برای سه آزمایش، بزرگنمایی سامانه M (محور y) را بر حسب فاصلهٔ جسم از L1 (محور x) رسم کنید.
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، فاصلهٔ تصویر L1 یعنی d_i1 را از 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 حساب کنید (f₁ = 8 cm)، سپس فاصلهٔ جسم L2 یعنی d_o2 = 34 − d_i1، سپس فاصلهٔ تصویر آن یعنی d_i2 را از 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). در پایان M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). مقدار M را با جدول مقایسه کنید.
- فاصلهٔ جسم پیشفرض این پیشتنظیم (16 cm، فاصلهٔ دوبرابر کانونی L1 یعنی نقطهٔ 2f) مقدار M = 2 با تصویر نهایی حقیقی میدهد. توضیح دهید چرا بررسی علامت d_i2 (مثبت = حقیقی) برای اینکه آیا این سامانه واقعاً میتواند روی کاغذ عکاسی تصویر بیندازد اهمیت دارد.
5 · گسترش
- برای کارکردن بزرگکننده، تصویر نهاییاش باید در فاصلهٔ مثبت (حقیقی) فراتر از L2 و درست در بلندی کاغذ عکس بیفتد. توضیح دهید چرا طراحی بزرگکننده باید هر دو فاصلهٔ کانونی عدسیها و فاصلهگذاریشان را دقیق کنترل کند تا این تضمین شود.
- مقدار پیشفرض این آزمایش یعنی M = 2 (تصویر نهایی حقیقی) را با M = 1 در compound-relay و M = 4 در compound-microscope (که معمولاً بهصورت مجازی از طریق چشمی دیده میشود) مقایسه کنید. توضیح دهید چرا همان ریاضیاتِ زنجیرهٔ دوعدسی (حاصلضرب بزرگنماییها) بسته به طولهای کانونی و فاصلهگذاری انتخابی، پیامدهای عملی اینقدر متفاوت تولید میکند.
فیزیک پشت این آزمایش
بزرگنمایی دومرحلهای بزرگکننده
مانند هر زنجیرهٔ عدسی مرکب، بزرگنمایی سامانهٔ بزرگکننده حاصلضرب بزرگنمایی تکتک دو عدسی آن است: M = m₁ × m₂. انتخاب دقیق طولهای کانونی و فاصلهگذاری تضمین میکند تصویر نهایی حقیقی (نه مجازی) بیفتد و آمادهٔ پرتاب باشد.