عدسی همگرا: تصاویر حقیقی فراتر از 2f
1 · پیش‌بینی
جسمی فراتر از فاصلهٔ کانونی عدسی همگراست. وقتی آن را از عدسی دورتر می‌کنید، تصویر حقیقی در آن سمت به عدسی نزدیک‌تر می‌شود یا دورتر؟
- نزدیک‌تر به عدسی — جسم دورتر، تصویرش را نزدیک‌تر به نقطهٔ کانونی می‌سازد.
- دورتر از عدسی.
- فاصلهٔ تصویر به فاصلهٔ جسم بستگی ندارد.
2 · آماده‌سازی
- پیش‌تنظیم همگرا-حقیقی را باز کنید و Reset بزنید. فاصلهٔ کانونی عدسی ثابت 10 cm است.
- قرائت‌های فاصلهٔ تصویر و بزرگنمایی را فعال کنید.
- فاصلهٔ جسم را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ تصویر و بزرگنمایی را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| فاصلهٔ جسم d_o (cm) | فاصلهٔ تصویر d_i (cm) | بزرگنمایی m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
برای سه آزمایش، 1/d_i (محور y) را بر حسب 1/d_o (محور x) رسم کنید. آیا خط راست است؟
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، d_i را از 1/f = 1/d_o + 1/d_i با f = 10 cm حساب کنید، سپس m = −d_i/d_o. هر دو را با جدول مقایسه کنید.
- با معادلهٔ عدسی نازک توضیح دهید چرا دورکردن جسم از عدسی (زیادکردن d_o) فاصلهٔ تصویر را به سوی فاصلهٔ کانونی می‌کشاند.
5 · گسترش
- هر آزمایش بزرگنمایی منفی می‌دهد. توضیح دهید m منفی فیزیکی دربارهٔ جهت تصویر نسبت به جسم چه می‌گوید.
- عدسی دوربین برای هر جسمی فراتر از فاصلهٔ کانونی، تصویر حقیقی روی حسگر می‌سازد. با داده‌هایتان توضیح دهید چرا عکاسی از چیزی خیلی دور (d_o ≫ f) همیشه تصویر را خیلی نزدیک صفحهٔ کانونی می‌گذارد.
فیزیک پشت این آزمایش
معادلهٔ عدسی نازک
برای عدسی نازک، فاصلهٔ جسم و فاصلهٔ تصویر و طول کانونی با 1/f = 1/d_o + 1/d_i به هم مربوط‌اند. همین یک معادله با فواصل علامت‌دار، هم عدسی‌های همگرا و هم واگرا را پوشش می‌دهد.
بزرگنمایی جانبی
اندازهٔ تصویر نسبت به جسم برابر m = −d_i/d_o است. m منفی یعنی تصویر وارونه؛ |m| > 1 یعنی تصویر بزرگ‌شده است.
اپتیک
- نقطهٔ کانونی: جایی که تصاویر به بینهایت میگریزند
- عدسی بهعنوان ذرهبین
- عدسی واگرا: همیشه مجازی، همیشه کوچکشده
- آینهٔ مقعر: تصاویر حقیقی مثل عدسی همگرا
- آینهٔ محدب: همیشه تصویری مجازی و کوچکشده
- آینهٔ تخت: حالت خاص و ناوردا
- عمق ظاهری: چرا استخر سطحیتر از واقع دیده می‌شود
- بازتاب کامل درونی: زاویهٔ حدی
- رلهٔ دو عدسی: زنجیرکردن تصویرها
- میکروسکوپ مرکب: دو عدسی برای بزرگنمایی بالا
- بزرگکنندهٔ عکس: دو عدسی برای تصویر حقیقی و بزرگتر
- منشور نور را میشکند: زاویهٔ انحراف