رلهٔ دو عدسی: زنجیرکردن تصویرها

1 · پیش‌بینی

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؟

• بزرگنمایی سامانه مجموع بزرگنمایی‌های فرد است.
• بله — بزرگنمایی سامانه حاصل‌ضرب بزرگنمایی تک‌تک عدسی‌هاست: M = m₁ × m₂.
• بزرگنمایی سامانه از بزرگنمایی‌های فرد عدسی‌ها پیش‌بینی نمی‌شود.

2 · آماده‌سازی

1. پیش‌تنظیمی compound-relay را باز کنید و Reset را بفشارید. هر دو عدسی f = 10 cm دارند و با فاصلهٔ 40 cm جدا شده‌اند.
2. قرائت‌های فاصلهٔ تصویر عدسی اول و بزرگنمایی سامانه را فعال کنید.
3. فاصلهٔ جسم از عدسی 1 را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر اول و بزرگنمایی کل سامانه را ثبت کنید.

3 · گردآوری داده

برای سه آزمایش، بزرگنمایی سامانه M (محور y) را بر حسب فاصلهٔ جسم L1 (محور x) رسم کنید.

4 · تحلیل

1. 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.
2. 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.

5 · گسترش

1. 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.
2. 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.

فیزیک پشت این آزمایش

← بازگشت به آزمایش